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下面我们再看一下空间环境的监测，我们知道空间环境变化，对人类航天任务关系非常重大，它涉及到载人航天的安全问题。因为在高空，在宇宙空间当中，有好多粒子环境、重粒子的辐射，同时在高层实际上还有一部分稀薄的大气。这些对于航天器的安全都有重大的影响。特别是对我们飞船，这个高度是300多公里，这时候的大气密度和大气成分，这是一个很重要的参数。因为有一定的大气密度，这个飞船的轨道会由于大气的存在，轨道逐步下降和衰竭，到一定程度飞船就会落到地面上来，进入大气层被烧毁。所以，这样大气密度就决定了航天器的寿命，决定了它的寿命。另外，大气成分就是在高层里边，有很多的氧原子，氧原子对航天器表面会产生侵蚀作用。研究这些了解它的状况，对于我们保护航天器的安全，是至关重要的。
神舟三号上关于空间环境的监测内容主要是监测两个，一个就是大气密度，再一个就是大气成分。这是这台大气密度探测器外观的样子。它探测的密度范围，是从6。7×10负三次方帕到6。7×10的负五帕就是这样的一个大气的范围。当然它取样室的温度是0℃…60℃。有了温度、有了气压就能折算出它的大气密度是多少。它是每一秒钟取一个样。这个就是大气成分探测器，它是中性成分质谱，它测量范围是2—34个原子单位。它的结果是这样，这两台仪器一直是工作非常正常，从发射上去以后，在自主飞行段，也就是七天运行的时间内，我们叫做它自主飞行段，以及到留轨飞行段，就是说返回舱回来以后，轨道舱在空间继续运行，叫留轨飞行。这两个段当中，这两个段包括各种不同的飞行模式之下，大气成分和大气密度资料，获得了一个全的资料。经过对数据的预处理，已经分别获得了十分详尽的，有关自主段的轨道高度、留轨初期的轨道高度和航行偏航模式下的高质量的大气成分和大气密度的实测数据。这是一个大气密度的测试结果，我们可以看到，在南北纬40度之间，这个大气的密度的变化。底下的这个部分，是在飞船运行到地球背面时候的情况，这个时候，上面这个密度比较高的部分，是向阳的部分。这是一个大气密度（测试结果），而且这次是在地球发生磁暴以前9个小时，所以它的结果是非常平稳的。这张图给出的磁暴发生以后7个小时，可以看到这个密度是有扰动的，而且整个的密度有所提高。这张图给出了大气成分探测器的结果。我们可以看到，这里边原子氧的成分很高。此外还有氮分子，还有一个氮的原子。
下面我们看一下对地观测，对地观测所采用的一台仪器叫做中分辨率成像光谱仪。成像光谱仪是新一代的图谱合一的光学遥感仪器。它具有获取地球目标，包括海洋、大气、陆地详细的光谱景象和快速、全球的覆盖能力。它所获得的这些地球目标的不同光谱的景象，有很多用途。它可以用来比如说可以用来农业的估产、比如小麦的产量、小麦成熟程度、生长得好坏，这种情况的地物波谱是不一样的。我们从空间获得的波谱，再加上和已有的样板进行比较，就能够对作物的产量做出估计。这个方面我们国家，也是进行了很多的研究，估产的精度非常高。再如可再生资源的调查，还有自然灾害的实时监测，比如说像洪水、水灾、沙尘暴，还有海洋环境的一些调查。比如说海洋的污染，海洋含有的叶绿素的多少，海岸带的泥沙淤积情况，这都可以进行监测。
这个就是一个示意图，就是我们知道，我们平常看到的所有光线，也都属于电磁波的一种。可见光的波长，一般是在0。39到0。76微米，这个很窄的段属于可见光。比如说紫光、蓝光、青光、绿光，黄、橙、红占了这样一个波段。这个波长，比红的波再长的就是红外，红外线一般波长是从0。76微米到750微米。比紫色的光波长再短的，就叫做紫外线。它的波长一般是从1个纳米到0。4个微米。比这个紫外线再短的就X射线，再短就是γ射线，这是一个全部的光谱。这次光谱仪，中分辨率成像光谱仪，就把可见光整个的这一段分成了20个波段，另外在近红外里边有10个波段，在热红外里边和短波红外里边，增加了4个波段，这样的话，就是一共有34个波段。换句话说，就是当飞船飞越地面进行扫描的时候，它在一次通过的时候，可以获得地面34幅图像。它的空间分辨率是1。5个毫弧度。也就是说，如果是在340公里左右轨道上的话，它的一个向圆的点，对应于地面是500米。所以说它是一个中分辨率。所以它是从宏观上的、大的方向来看地球上的情况。但是它扫描的范围很宽，它是正负44度。在340公里高度上，它扫描在地面对应的宽度，大约是500公里。这是这台仪器的景象。这一部分是它的中分辨率成像光谱仪，这一部分是它的斯特林制冷机。因为要进行红外测量，必须把传感器冷到开氏80度，这个是斯特林制冷机的电控箱，这个是总的电子学箱。光谱仪在轨运行期间获得了大量的可见光、近红外、短波红外和热红外的不同地区的34个波段的图像。这些图像从原始图像看，图像非常清晰，层次丰富。原始图像经过地面的均匀性校正以后，能够去除明显的条带，图像质量非常好。这也是我国在继美国1999年发射的这样的中分辨率成像光谱仪以后，是世界上第二台进入太空的光谱仪。我们看几张这次中分辨率成像光谱仪拍到的照片。我们看这幅照片，这个是利用了20波段、15波段和11波段，也就是分别在红、绿和蓝这个波段里边，进行合成的一个图像。这块实际上是印度尼西亚西部的苏门答腊岛的一个图，这上面的这个点是泰国的南部，中间这个颜色比较深的，是马六甲海峡。这个是进行彩色合成的，我们看到发亮的部分是云层。这一幅是给出了31波道，也就是短波红外的一个图像。和刚才这个图已经不一样了，因为它是反映短波的这个特征。这一幅是32信道，也就是热红外的一个信道波形，我们可以看到，刚才这个地方是云层，比较亮的部分现在变成黑的了，也就是这个云层的部分，现在温度是比较低。因为红外部分实际上感到的是地面物体的温度。我们看这边陆地是比较热，所以它比较亮。这是33信道的波形，这是34信道的波形，也就是热红外波形。这里明显地看，这边温度比较低，这个发亮的部分温度稍高，和刚才彩色合成的图像，完全不一样。就是说在同一个地理环境，同时可以获得34幅图像。根据不同的波段反映的地物波谱，可以来判断地面上的一些情况，包括海洋、包括陆地、包括大气的情况。我们知道上面这些实验当中，所获取的大量的数据，这些数据需要对数据进行采集、存储、处理和传输。这一些设备，公用设备是来完成这些任务的，同时它完成指令的分发和设备运行状态的监测。同时它还要对飞船上，微重力的水平进行测量 。
公用设备和整个系统的关系是这样，这些是应用系统的一些科学仪器。公用系统负责对这些仪器进行供电，同时有一个数据管理，对它进行指令分发，采集它的数据，有一个通信子系统，它把采集到的数据经过整理，传输到地面。这样我们才能在地面上，获得这些图像。再一台是公用设备，是微重力测量仪。我们知道，我们刚才提到了，我们有空间生命科学，空间材料科学的实验，它是利用微重力的环境。这个微重力环境，究竟保持得怎么样，它是不是有一些扰动，用微重力仪可以进行监测。我们知道飞船在飞行的过程中，需要进行姿态调整，需要进行轨道的调整。这些都会对它的微重力水平有所影响，微重力测量仪器，是要把这些状态监测下来。这个设备工作非常正常，取得了圆满的成功，得到了飞船在正常飞行和飞船变轨、调姿、泄压、分离、制动、返回舱载荷，整个动作过程当中，这些特殊事件下，飞船微重力的数据，和它的变化曲线。这些结果不但为应用系统的生命和材料等微重力科学实验，提供了分析和实验结果的重要的依据，也为飞船系统地分析飞船飞行过程，提供了重要的�