“效法羲和馭天馬，志在長(cháng)空牧群星”，我國首顆太陽(yáng)探測科學(xué)技術(shù)試驗衛星“羲和號”成功發(fā)射后一直受到關(guān)注。8月30日，“羲和號”成果發(fā)布會(huì )在京舉行。“羲和號”取得了哪些重要成果？有何意義？記者采訪(fǎng)了相關(guān)專(zhuān)家。
國際上首次給太陽(yáng)低層大氣做“CT”
太陽(yáng)是地球人類(lèi)文明和經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展最重要的環(huán)境影響因素，是萬(wàn)物生長(cháng)的源泉。太陽(yáng)是太陽(yáng)系中最大的天體，是離地球最近、與人類(lèi)關(guān)系最密切的恒星。太陽(yáng)對地球演化和人類(lèi)文明發(fā)展的作用是不可或缺的。
同時(shí)，太陽(yáng)對地球的影響也無(wú)所不在。人類(lèi)已建立了地面太陽(yáng)監測網(wǎng)，但由于地球大氣對紫外、X射線(xiàn)、伽馬射線(xiàn)等電磁波是不透明的，地面上的可見(jiàn)光波段也會(huì )受到地球大氣吸收、擾動(dòng)和陰雨天氣等因素的影響，探測行星際等離子體、磁場(chǎng)信息，必須到深空中去。
高分專(zhuān)項總設計師兼副總指揮、國防科工局重大專(zhuān)項工程中心主任趙堅介紹，近一年來(lái)，國家航天局組織航天科技集團、南京大學(xué)等工程任務(wù)團隊，開(kāi)展衛星平臺超高指向精度、超高穩定度技術(shù)試驗300余次，太陽(yáng)光譜成像1000余次，圓滿(mǎn)完成了“羲和號”在軌測試和試驗工作，取得了重要科研成果，包含5項國際首次成果。
“我們在國際上首次實(shí)現了在空間對太陽(yáng)Hα波段的光譜掃描成像，記錄了太陽(yáng)活動(dòng)在光球層和色球層的響應過(guò)程。”趙堅告訴記者，通過(guò)一次掃描，“羲和號”可獲取376個(gè)波長(cháng)位置的太陽(yáng)圖像，不同波長(cháng)對應了光球和色球不同層次的太陽(yáng)大氣。
趙堅說(shuō)，對于太陽(yáng)物理研究而言，Hα譜線(xiàn)十分重要。“因為它是太陽(yáng)活動(dòng)在太陽(yáng)低層大氣中響應最強的譜線(xiàn)。對這條譜線(xiàn)開(kāi)展探測，就可以同時(shí)獲得光球層和色球層的活動(dòng)信息，大大提高我們對太陽(yáng)爆發(fā)物理機制的認知。”
據悉，“羲和號”此次利用Hα成像光譜儀的分辨率比地面濾光器提高了約10倍，達到國際先進(jìn)水平。
“羲和號”衛星首席科學(xué)家、南京大學(xué)教授丁明德表示，“羲和號”在國際上首次在軌獲取了太陽(yáng)Hα譜線(xiàn)、SiⅠ和FeⅠ譜線(xiàn)，得到了完整的譜線(xiàn)輪廓，這些數據有助于科學(xué)家計算出太陽(yáng)大氣的溫度、密度、速度，更加深入地研究太陽(yáng)大氣結構，了解太陽(yáng)爆發(fā)活動(dòng)的觸發(fā)原因和傳播過(guò)程，從而更好地開(kāi)展空間天氣預報，保障人類(lèi)生命安全。
丁明德介紹，“羲和號”衛星科學(xué)數據已向全球開(kāi)放共享，可通過(guò)南京大學(xué)太陽(yáng)科學(xué)數據中心查詢(xún)和下載，目前已得到美、法、德等國太陽(yáng)物理研究學(xué)者的廣泛應用。
太空“磁懸浮”，讓拍照又準又穩
作為一名“攝影師”，相機既要對得準，又要拍得穩。“羲和號”在國際上首次采用基于“動(dòng)靜隔離、主從協(xié)同”理念的非接觸式磁浮衛星平臺，就像裝上了“云臺”。
航天科技集團八院“羲和號”衛星系統總指揮陳建新介紹，傳統衛星均采用平臺艙和載荷艙固定連接的設計方法，平臺艙飛輪、陀螺等活動(dòng)部件的振動(dòng)，將不可避免地傳遞至載荷艙，影響相機觀(guān)測質(zhì)量。“羲和號”采用“動(dòng)靜隔離非接觸”的總體設計新方法，將平臺艙與載荷艙物理隔離，有效隔絕了衛星平臺的干擾，通過(guò)大帶寬、超高精度的磁浮作動(dòng)器，實(shí)現了相機指向精度和穩定度指標較傳統衛星提升一至兩個(gè)數量級。
同時(shí)，為實(shí)現平臺艙對載荷艙的能源供給以及兩艙之間的信息傳輸，“羲和號”還在軌驗證了艙間無(wú)線(xiàn)能源傳輸、激光通信、無(wú)線(xiàn)通信等多項衛星平臺新技術(shù)。未來(lái)，新型平臺還將應用于空間天文探測、高分辨率對地詳查等新一代航天任務(wù)中，有效完成高精度觀(guān)測。
空間測速探索全新解決方案
衛星在茫茫太空飛行，如何準確獲取自身的位置和速度？趙堅告訴記者，與近地空間任務(wù)相比，深空探測任務(wù)由于缺乏導航衛星的輔助，只能依靠傳統的無(wú)線(xiàn)電測距、測速導航方法。然而，無(wú)線(xiàn)電導航的精確性會(huì )隨著(zhù)衛星飛行距離的增加而大幅下降。此次“羲和號”搭載了原子鑒頻太陽(yáng)測速導航儀，就試圖克服這一困難。
衛星在太空中運動(dòng)，太陽(yáng)發(fā)出的光到達衛星時(shí)將產(chǎn)生頻率變化，也就是多普勒頻移，頻移的大小與衛星相對太陽(yáng)的視向速度成正比。因此，如果能測出太陽(yáng)光的頻率變化，也就能知道衛星相對太陽(yáng)的視向速度。
趙堅告訴記者，“羲和號”在國際上首次在軌采用原子鑒頻原理，利用鈉原子自身的超精細光譜作為頻率標準，實(shí)時(shí)準確地確定太陽(yáng)光的頻率變化，進(jìn)而獲取衛星相對太陽(yáng)的視向速度。經(jīng)過(guò)在軌實(shí)測，導航儀的速度測量精度優(yōu)于2米每秒，為未來(lái)深空探測任務(wù)中的自主導航提供了一種新型的速度測量技術(shù)手段，夯實(shí)了我國在深空探測領(lǐng)域的原創(chuàng )性技術(shù)積累。
此外，相關(guān)科學(xué)與工程部門(mén)已聯(lián)合提出了未來(lái)開(kāi)展日地L5點(diǎn)太陽(yáng)探測、太陽(yáng)極軌探測、太陽(yáng)抵近探測等一系列任務(wù)規劃，將對太陽(yáng)進(jìn)行全方位立體探測，進(jìn)一步深入認識太陽(yáng)活動(dòng)的起源和演化，監測太陽(yáng)爆發(fā)的行星際傳播和對地響應，為推動(dòng)人類(lèi)科學(xué)文明的發(fā)展貢獻力量。新華社記者胡喆、陳席元、宋晨
(責任編輯：張云文)
