“羲和号”来了!(2)
“‘羲和号’成功发射,意味着我国实现太阳探测零的突破,标志着正式步入‘探日时代’。”赵坚认为,“羲和”太阳探测计划紧紧围绕太阳探测热点问题,提出中国特色太阳探测模式,如将实现国际首次太阳Hα波段光谱成像的空间探测;首次提出天文光谱测速导航新方法和新技术等,都具有重要意义。
什么是太阳Hα谱线?
专家解释,太阳Hα谱线是研究太阳活动在光球和色球响应时最好的谱线之一,通过对该谱线的数据分析,可获得太阳爆发时的大气温度、速度等物理量的变化,研究太阳爆发的动力学过程和物理机制。
“之前只能在地球上对Hα谱线进行探测,受大气干扰,探测数据不连续、不稳定。现在通过‘羲和号’探测,对其进行高分辨率成像,46秒内就能获得全日面1600万个点上的光谱,在300余个波长点上同时获得色球和光球的二维图像,可以更加准确地获得太阳爆发时大气温度、速度等物理量的变化,进而建立太阳爆发从光球到日冕的完整物理模型。”赵坚介绍,“羲和号”卫星在轨开展的相关试验,是国际上第一次在太空进行Hα谱线研究,有望获得有国际影响力的科学产出,将显著提高我国在太阳物理领域的国际影响力。
中国航天科技集团八院太阳探测科学技术试验卫星总设计师程卫强告诉记者,卫星空间太阳Hα波段的光谱成像探测可一次实现三大科学目标:观测太阳耀斑和日冕物质抛射的光球及色球表现,揭示太阳爆发的源区动态特性和触发机制;观测太阳暗条形成和演化过程的色球表现,揭示其与太阳爆发的内在联系;获取全日面Hα波段多普勒速度分布,研究太阳低层大气动力学过程,为解决“太阳爆发由里及表能量传输全过程物理模型”等科学问题提供重要支撑。
据了解,当前国际上,太阳探测已成为热点,我国在太阳观测领域发表论文数量已居世界第二位,但是使用的数据均来自于国外卫星数据。“‘羲和号’发射成功后,将打破这种被动局面,我国将成立卫星数据科学委员会,制定数据政策,供国内外科学家研究、使用、共享卫星探测数据,力争产生原创性科学成果,为人类科学事业做出中国贡献。”赵坚说。
首创“双超”平台,推动高精度卫星平台技术跨越性发展
“羲和号”卫星的创新意义不仅仅体现在太阳探测方面。它采用国际首创的“双超”新技术卫星平台,实现了载荷在轨指向的超高精度和超高稳定度控制,比目前同等惯量的卫星平台提高了两个数量级,业内称之为“双超”平台,将推动我国高精度卫星平台技术跨越性发展。
随着我国航天产业不断发展,对地观测、空间科学等各类航天任务对高性能卫星平台的需求越来越迫切,尤其是具有超高指向精度、超高稳定度指标的卫星平台。
“传统卫星采用平台舱和载荷舱固连的设计方法,因此平台舱活动部件振动会不可避免地传递至载荷,造成观测质量下降。”程卫强介绍,在国家航天局支持下,卫星研制团队在国际上首次采用了“动静隔离非接触”总体设计新方法,将平台舱与载荷舱物理隔离,并将飞轮、太阳帆板等微振动源集中于平台舱、太阳Hα光谱仪放置于载荷舱,采用磁浮控制技术和执行机构实现两者物理非接触隔离,不仅阻断了平台舱微振动的传递路径,同时解决了平台舱热变形对载荷舱影响,使载荷控制精度和稳定度提升两个数量级以上。
“羲和号”发射成功,标志着我国自主研发的超高指向精度、超高稳定度“双超”卫星结构平台顺利进入应用阶段。
与此同时,“羲和号”卫星还将在轨验证无线能源传输、舱间无线通信、舱间激光通信、重复连接释放、舱间电缆脱落与收纳、原子鉴频太阳导航仪等多项新技术和新产品。