从神舟飞天到嫦娥奔月,再到天问探火,中国人探索宇宙奥秘的脚步从未停止。如今,我们的太空探秘之旅又向前延伸了一步。今天(8月30日),国家航天局公布了我国首颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”取得的5项成果。在运行近一年的时间, “羲和号”带回了哪些太阳的秘密呢?
此次公布的成果,包括以太阳科学探测和新型卫星技术为主的5项。在太阳科学探测领域,作为我国首位太阳专属“摄影师”,“羲和号”成功实现了国际首次空间太阳 Hα波段光谱扫描成像,国际首次在轨获取太阳Hα谱线、SiΙ谱线和 FeΙ谱线的精细结构。
国家航天局高分重大专项工程总设计师兼副总指挥 赵坚:能够比较准确反映太阳活动规律的科学的数据。可以对太阳的结构、演变进行科学的研究,对我们更好认知太阳有重要的意义。
在新型卫星技术试验领域,“羲和号”实现的3个国际首次分别是:首次实现超高指向精度、超高稳定度的“双超”卫星平台技术在轨验证及应用,实现国际首台太阳空间Hα成像光谱仪在轨应用,实现国际首台原子鉴频太阳测速导航仪在轨验证。
国家航天局高分重大专项工程总设计师兼副总指挥 赵坚:这颗卫星的发射,是我们空间探日“零”的突破,除了“羲和号”以外,我们今年在第四季度还要发射一个先进天基太阳天文台卫星,这样我们就有个“双子座”了,对太阳进行观测。
2021年10月14日“羲和号”在太原卫星发射中心成功发射,标志着我国正式迈入“探日时代”。在对月球、火星相继展开探测工作之后,我们为什么还要探测太阳?肩负探日使命,“羲和号”具体要完成哪些任务?有哪些秘密武器在助力它发现太阳的奥秘?“羲和”这个神秘而浪漫的名字又是从何而来呢?有关“羲和”探日,我们来一问到底。
首次探日 "羲和号"的任务是什么?
国家航天局表示,在轨运行近一年时间,目前“羲和号”卫星和其所搭载的所有科学设备都在正常工作。那么,作为我国首颗探日卫星,“羲和号”的具体任务是什么?它将对太阳这颗炙热的恒星展开哪些方面的探测呢?
“羲和号”是我国首颗太阳探测科学技术试验卫星,2021年10月14日发射升空,运行于平均高度为517公里的太阳同步轨道,主要科学载荷为太阳Hɑ成像光谱仪。作为我国首位太阳专属“摄影师”,经过前期在轨测试与调试,“羲和号”已成功实现了国际首次空间太阳Hɑ波段光谱扫描成像。
航天科技集团八院 羲和号卫星总设计师 程卫强:“羲和号”卫星探测的重点就是太阳光谱中一条特殊的谱线,Hα谱线,这条谱线是研究太阳活动最好的谱线之一。
根据本次的探测任务安排,“羲和号”卫星将对Hα谱线进行重点观测,并获取全日面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。
航天科技集团八院 羲和号卫星总设计师 程卫强:通过对该谱线的数据分析,我们可以获得太阳爆发时的大气、温度、速度等物理量的变化,对研究太阳爆发的完整的动力学过程和物理机制具有关键的作用。
哪些秘密武器助"羲和号"探索太阳的奥秘?
给太阳当专用摄影师,要想完成这个任务,“羲和号”当然要有精良的装备。究竟都是哪些秘密武器在帮助“羲和号”去发现太阳的奥秘呢?
“羲和号”作为我国首个观测太阳的“摄影师”,为了确保卫星上的太阳空间望远镜能够平稳、精准地获取太阳观测数据,首次应用了磁悬浮技术,这样一来就解决了防抖的问题。
航天科技集团八院 羲和号卫星总体主任设计师 尤伟:它是把高精度的载荷和测量部件都放到了载荷层,把一些有噪声的活动部件放在了平台舱。两个舱之间通过磁悬浮的技术来进行彻底的物理隔离,这样做就可以很好地阻断平台舱微震动带来的一些噪声的干扰,从而大幅度地提高载荷舱控制的精度。
全新的卫星平台,可以将姿态指向精度、姿态稳定度,在国内现有能力基础上提升1—2个数量级。
不仅如此,作为一颗技术试验卫星,“羲和号”卫星还承担着在轨验证多项新技术和新产品的任务。
航天科技集团八院 羲和号卫星总体主任设计师 尤伟:其中有无线能源传输技术,这项技术是通过非接触的状态下给载荷舱提供源源不断的能源,同时,星上还搭载了一台原子鉴频太阳导航仪,这台仪器可以高精度地测量卫星和太阳之间的相对运动速度,为我们以后空间飞行器的导航提供很好的支撑,这一系列的新技术都会在我们卫星上逐一地得到技术验证。
继月亮火星之后 为何要对太阳展开探测?
众所周知,我国已对月球和火星开展了探测工作,而太阳是地球所处太阳系的中心,距离我们相当遥远。我国为何要对太阳展开探测呢?
太阳距离地球平均约1.5亿公里。那我们首先来了解一下人类探测太阳的方式。我国的“羲和号”卫星是一个近地球轨道卫星,轨道高度距离地球约517公里,它主要通过搭载在卫星上的太阳空间望远镜对太阳进行观测,在探测方式上,距离太阳最远。
航天科技集团八院 羲和号卫星总设计师 程卫强:地基实际上就是我们在地球上可以看到太阳,天基就是我们通过发射航天器上天以后,在宇宙空间来观测太阳。那么“羲和号”是一颗近地卫星,它实际上运行在我们的地球轨道上,通过空间望远镜来遥感探测太阳,这个好处就是可以克服地基日夜交替以及地球大气的影响。
我们所生活的地球作为一颗行星,与火星、木星、土星等其他行星一起围绕着太阳运动,形成了太阳系。经过数十亿年的发展和演化,太阳孕育了地球上的天气、气候,以及我们所依赖的生态环境。
而通过观测太阳,了解它的属性,不仅能够帮助人类维护地球的稳定发展,同时也能够让我们对神秘的宇宙有更多的认识。
航天科技集团八院 羲和号卫星总设计师 程卫强:太阳是推动我们地球大气运动、水循环以及生命活动的一个原始的动力。太阳对地球的影响是无所不在的,当前太阳正迎来第25个活动期,国际上又将会出现新一轮的太阳研究高峰,中国探测太阳和研究太阳,提出自己的科学观点和解决方案,无论是从科学还是应用角度上看,都具有非常重要的意义。
我国探测太阳 总共分几步?
在今天的发布会上,国家航天局相关专家也透露,稍后还会再发射一枚卫星,对太阳进行观测。那么我国的探日工程,总共分为几步呢?
“羲和号”是发射太阳Hα光谱探测与超高指向精度、超高稳定度卫星平台试验的科学技术试验卫星,实现我国太阳探测破冰之旅。为了从更多角度获取太阳的观测数据,后续我国还将在地球与太阳之间布设新的探索卫星。
国家航天局高分重大专项工程总设计师兼副总指挥 赵坚:第二步我们还要做什么呢?要对太阳的极区两极,太阳也有南极北极,我们要发射新型的太阳探测卫星,要绕着太阳的南北极进行运动。
按照由远及近,由易到难的规划,第三步我国将通过抵近观测的方式,进一步了解太阳,掌握其活动机理和规律。
国家航天局高分重大专项工程总设计师兼副总指挥 赵坚:不能光远看,还要近观。就要抵近探测,就要到离太阳很近的地方,但是意味着更大的挑战,有高温高热的难度。那么抵近观测再去看太阳,这样我们通过“三步走”的战略,使我们国家对太阳物理的研究能够达到一个新的水平。
延续极致浪漫 "羲和"之名由何而来?
一直以来,中国航天人的浪漫无人能及。载人航天叫神舟,神奇的天河之舟。探测火星的是祝融,传说中最早的火神。探测月亮的是嫦娥,传说中奔月的仙女。那“羲和”这个名字又是由何而来呢?羲和,是我国上古神话中的太阳女神,生了十个太阳,是人们心目中光明的缔造者,因此用“羲和”来命名我国首颗探日卫星,真是再合适不过了。“效法羲和驭天马,志在长空牧群星”,我们也期待着“羲和号”能够揭开更多太阳的奥秘。