[科普中国]-团星卫星

概况

“团星”（Cluster）卫星是由欧洲航天局（ESA）提出并研制的一组科学卫星，主要用于地球磁层探测和研究。

Cluster计划（现称为Cluster 1 计划）于1985年底提出。Cluster 1 的4颗卫星于1996年6月4日由欧洲航天局新研制的阿里安 - 5（Ariane - 5）火箭在法属圭亚那太空中心发射，由于火箭飞行程序软件出现问题导致火箭爆炸，发射失败。

新的Cluster计划，即Cluster 2，于1997年4月4日正式启动，由阿斯特里姆公司开发。Cluster 2 的4颗卫星分为两组分别于2000年的7月16日和8月9日由联盟 - U（Soyuz - U）运载火箭成功发射。这4颗卫星与中国发射的探测 - 1、2卫星相互配合，完成了世界上第一次对地球空间的六点立体探测。1

主要性能参数Cluster 2 和Cluster 1 一样，包括4颗相同的卫星。这4颗卫星在空间可构成一个四面体星座，各卫星之间的距离能够根据科学研究的要求进行调控，从而有效地对磁层空间进行三维探测。

Cluster 2 单星呈质量1200kg，推进剂650kg，载荷71kg。星体为圆柱形，直径2.9m，高1.3m，表面贴有太阳能电池，平均功率为0.224kW，采用自旋稳定。卫星轨道为椭圆轨道，轨道高度近地点23600km，远地点127000km，倾角90.5°，周期约57小时。

每颗卫星载有通量门磁强计、电子漂移探测器、离子谱仪等11台科学仪器2，磁场探测设备分别置于两个长5m的伸展杆上。微信的数据传输速率为普通模式16.9kbit/s，突发模式105kbit/s。星上配有存储量为1Gbit的磁介质数据存储设备。1

有效载荷磁强计磁强计是无源直接感知仪器，是测量磁感应强度的仪器。通常被安装在星际航天器的长玻纤动臂上。它们必须与航天器星体中产生的电磁场隔离，以便能够正确测量太阳或行星的磁场，或由卫星导致的行星磁力线波动。3

离子谱仪离子谱仪，其原理是用一次离子束轰击表面，将样品表面的原子溅射出来成为带电的离子，然后用磁分析器或四极滤质器所组成的质谱仪分析离子的荷质比，便可知道表面的成份。

离子谱仪揭示了真正表面和近表面原子层的化学组成，其信息量也远远超过了简单的元素分析，可以用于鉴定有机成分的分子结构。其广泛应用于微电子技术、化学技术、纳米技术以及生命科学之中，它可以在数秒内对表面的局部区域进行扫描和分析，生成一个表面成分图。