为了“羲和号”奔向太空……(逐梦·十年奋进路)(2)
对太阳的重视,总与航天步伐一致。至今,世界各国已先后发射了70多颗太阳探测卫星。其中,“帕克”太阳探测器正在试图更近地触摸太阳,距离太阳最近时仅约9个太阳半径。
方成在多年的国际合作中看到差距,也在差距中对未来的路有了清晰认识。2004年,他提出与国外合作,共同研制太阳观测卫星,但因外方资金不足而搁置。再一次,国内一箭五星计划又因故放弃。但方成没有气馁。一次次尝试,他带出更有探天积淀的队伍。在中国向天外进发的脚步中,探日的时机正在临近。
出征
沉沉夜色中,随着长征二号火箭点火,光焰如激流喷射而出,箭身稳稳升起旋即冲天而去,很快成了苍穹上一颗亮点。2021年10月14日,“羲和号”从太原卫星发射中心一飞而起,奔向太空。
当时,方成和团队都守在发射现场。从“羲和号”2019年6月立项,到跟随火箭一飞冲天,仅仅过去了两年时间。中国的探日进度,加速从地面跨入太空。
“羲和号”卫星除了太阳成像,更主要的功能是利用中性氢原子谱线进行全日面光谱扫描。此前,全世界尚未在太空中探测过这条Hα光谱。而通过这条谱线,可以巧妙反推出太阳的温度、密度等,进而能研究太阳大气,了解爆发机理,对太阳爆发活动做出预报。
同时,卫星还将承担技术试验的“特别使命”。由于要扫描整个日面组成一张完整太阳像,必须让卫星具备超高对准精度与超高稳定性。而卫星在飞行中如何不产生振动?恰好,上海航天技术研究院铸就了一件“利器”。如果把卫星平台舱比作无人机,那么装有镜头的平台就是载荷舱,中国首创以磁悬浮的方式让平台舱和载荷舱分离,带来了前所未有的稳定和精度。“羲和号”技术要求苛刻,正好成为这项技术的“试车员”。
立项后的节奏快得让人喘不过气。南京大学、上海航天技术研究院和中科院长春光机所等单位的团队为“羲和号”忙碌起来。这是一场复杂的协同,有的要攻克光学器件,有的要完成卫星开发,有的要对未来数据定标建模……“很多人在幕后没日没夜苦战,一颗卫星逐渐成型。”李川说。
先是样机,测试调整,然后是真机运到南京,连接上各种设备,对准太阳做最后的检验。后面还要完成整装、搭载上箭,仅留出数天检测窗口。没想到,调试准备好了,南京却阴雨绵绵,让人心急如焚。
团队一直焦虑看着天,乌云沉沉不散。直到最后一天,只听有人喊:“天开了!”久违的阳光射出,“羲和号”最后一次在地球大气层中注视太阳。检测完毕,万事俱备,只待升空。研制团队连夜带着设备转场,时间扣得很紧。
这就是地面观测太阳的限制。风雨阴晴,都会影响观测,每天一半时间地球的一面都是背对太阳。而“羲和号”在距地表517公里的天外,绕行地球南北极,可以全天候朝向太阳巡看,每46秒完成一张全日面扫描,几乎每时每刻都在记录太阳数据。
在地面,地球大气吸收了大部分电磁波,甚至太阳活动本身也在影响着大气变化。当人们看到星星眨眼,那正是因为大气的波动。剥去这些迷雾,人类将有更多发现。比如,通过“羲和号”,人们第一次看到了太阳中硅元素的一条光谱谱线,而在大气中,这条线被完全遮蔽了。
当“羲和号”传回首批数据,方成心里的石头总算落地了。但太阳成像始终不够完美。所幸硬件设计如今运用了多种传感器,可以远距调控,几经试验找到了最佳位置,获得了理想的太阳Hα光谱和成像。