我國首位太陽專屬“攝影師”——“羲和號”取得了哪些成果? |
2022-08-31 08:44:28 稿件來源:新華網(wǎng) |
“效法羲和馭天馬,志在長空牧群星”,我國首顆太陽探測科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)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)布會在京舉行?!棒撕吞枴比〉昧四男┲匾晒??有何意義?記者采訪了相關(guān)專家。 國際上首次給太陽低層大氣做“CT” 太陽是地球人類文明和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展最重要的環(huán)境影響因素,是萬物生長的源泉。太陽是太陽系中最大的天體,是離地球最近、與人類關(guān)系最密切的恒星。太陽對地球演化和人類文明發(fā)展的作用是不可或缺的。 同時,太陽對地球的影響也無所不在。人類已建立了地面太陽監(jiān)測網(wǎng),但由于地球大氣對紫外、X射線、伽馬射線等電磁波是不透明的,地面上的可見光波段也會受到地球大氣吸收、擾動和陰雨天氣等因素的影響,探測行星際等離子體、磁場信息,必須到深空中去。 高分專項(xiàng)總設(shè)計師兼副總指揮、國防科工局重大專項(xiàng)工程中心主任趙堅介紹,近一年來,國家航天局組織航天科技集團(tuán)、南京大學(xué)等工程任務(wù)團(tuán)隊(duì),開展衛(wèi)星平臺超高指向精度、超高穩(wěn)定度技術(shù)試驗(yàn)300余次,太陽光譜成像1000余次,圓滿完成了“羲和號”在軌測試和試驗(yàn)工作,取得了重要科研成果,包含5項(xiàng)國際首次成果。 “我們在國際上首次實(shí)現(xiàn)了在空間對太陽Hα波段的光譜掃描成像,記錄了太陽活動在光球?qū)雍蜕驅(qū)拥捻憫?yīng)過程。”趙堅告訴記者,通過一次掃描,“羲和號”可獲取376個波長位置的太陽圖像,不同波長對應(yīng)了光球和色球不同層次的太陽大氣。 趙堅說,對于太陽物理研究而言,Hα譜線十分重要。“因?yàn)樗翘柣顒釉谔柕蛯哟髿庵许憫?yīng)最強(qiáng)的譜線。對這條譜線開展探測,就可以同時獲得光球?qū)雍蜕驅(qū)拥幕顒有畔ⅲ蟠筇岣呶覀儗μ柋l(fā)物理機(jī)制的認(rèn)知?!?/p> 據(jù)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(dá)到國際先進(jìn)水平。 “羲和號”衛(wèi)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Hα譜線、SiⅠ和FeⅠ譜線,得到了完整的譜線輪廓,這些數(shù)據(jù)有助于科學(xué)家計算出太陽大氣的溫度、密度、速度,更加深入地研究太陽大氣結(jié)構(gòu),了解太陽爆發(fā)活動的觸發(fā)原因和傳播過程,從而更好地開展空間天氣預(yù)報,保障人類生命安全。 丁明德介紹,“羲和號”衛(wèi)星科學(xué)數(shù)據(jù)已向全球開放共享,可通過南京大學(xué)太陽科學(xué)數(shù)據(jù)中心查詢和下載,目前已得到美、法、德等國太陽物理研究學(xué)者的廣泛應(yīng)用。 太空“磁懸浮”,讓拍照又準(zhǔn)又穩(wěn) 作為一名“攝影師”,相機(jī)既要對得準(zhǔn),又要拍得穩(wěn)。“羲和號”在國際上首次采用基于“動靜隔離、主從協(xié)同”理念的非接觸式磁浮衛(wèi)星平臺,就像裝上了“云臺”。 航天科技集團(tuán)八院“羲和號”衛(wèi)星系統(tǒng)總指揮陳建新介紹,傳統(tǒng)衛(wèi)星均采用平臺艙和載荷艙固定連接的設(shè)計方法,平臺艙飛輪、陀螺等活動部件的振動,將不可避免地傳遞至載荷艙,影響相機(jī)觀測質(zhì)量?!棒撕吞枴辈捎谩皠屿o隔離非接觸”的總體設(shè)計新方法,將平臺艙與載荷艙物理隔離,有效隔絕了衛(wèi)星平臺的干擾,通過大帶寬、超高精度的磁浮作動器,實(shí)現(xiàn)了相機(jī)指向精度和穩(wěn)定度指標(biāo)較傳統(tǒng)衛(wèi)星提升一至兩個數(shù)量級。 同時,為實(shí)現(xiàn)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(yàn)證了艙間無線能源傳輸、激光通信、無線通信等多項(xiàng)衛(wèi)星平臺新技術(shù)。未來,新型平臺還將應(yīng)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,有效完成高精度觀測。 空間測速探索全新解決方案 衛(wèi)星在茫茫太空飛行,如何準(zhǔn)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(dǎo)航衛(wèi)星的輔助,只能依靠傳統(tǒng)的無線電測距、測速導(dǎo)航方法。然而,無線電導(dǎo)航的精確性會隨著衛(wèi)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測速導(dǎo)航儀,就試圖克服這一困難。 衛(wèi)星在太空中運(yùn)動,太陽發(fā)出的光到達(dá)衛(wèi)星時將產(chǎn)生頻率變化,也就是多普勒頻移,頻移的大小與衛(wèi)星相對太陽的視向速度成正比。因此,如果能測出太陽光的頻率變化,也就能知道衛(wèi)星相對太陽的視向速度。 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(xì)光譜作為頻率標(biāo)準(zhǔn),實(shí)時準(zhǔn)確地確定太陽光的頻率變化,進(jìn)而獲取衛(wèi)星相對太陽的視向速度。經(jīng)過在軌實(shí)測,導(dǎo)航儀的速度測量精度優(yōu)于2米每秒,為未來深空探測任務(wù)中的自主導(dǎo)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)與工程部門已聯(lián)合提出了未來開展日地L5點(diǎn)太陽探測、太陽極軌探測、太陽抵近探測等一系列任務(wù)規(guī)劃,將對太陽進(jìn)行全方位立體探測,進(jìn)一步深入認(rèn)識太陽活動的起源和演化,監(jiān)測太陽爆發(fā)的行星際傳播和對地響應(yīng),為推動人類科學(xué)文明的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。 |