我國首位太陽專屬“攝影師”——“羲和號”取得了哪些成果？

新華社記者胡喆、陳席元、宋晨

“效法羲和馭天馬，志在長空牧群星”，我國首顆太陽探測科學技術試驗衛(wèi)星“羲和號”成功發(fā)射后一直受到關注。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濟社會發(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，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。

高分專項總設計師兼副總指揮、國防科工局重大專項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、南京大學等工程任務團隊，開展衛(wèi)星平臺超高指向精度、超高穩(wěn)定度技術試驗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現了在空間對太陽Hα波段的光譜掃描成像，記錄了太陽活動在光球層和色球層的響應過程?！壁w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?！耙驗樗翘柣顒釉谔柕蛯哟髿庵许憫顝姷淖V線。對這條譜線開展探測，就可以同時獲得光球層和色球層的活動信息，大大提高我們對太陽爆發(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，達到國際先進水平。

“羲和號”衛(wèi)星首席科學家、南京大學教授丁明德表示，“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，這些數據有助于科學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構，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報，保障人類生命安全。

丁明德介紹，“羲和號”衛(wèi)星科學數據已向全球開放共享，可通過南京大學太陽科學數據中心查詢和下載，目前已得到美、法、德等國太陽物理研究學者的廣泛應用。

太空“磁懸浮”，讓拍照又準又穩(wěn)

作為一名“攝影師”，相機既要對得準，又要拍得穩(wěn)?！棒撕吞枴痹趪H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，影響相機觀測質量?！棒撕吞枴辈捎谩皠屿o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(wèi)星平臺的干擾，通過大帶寬、超高精度的磁浮作動器，實現了相機指向精度和穩(wěn)定度指標較傳統(tǒng)衛(wèi)星提升一至兩個數量級。

同時，為實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線能源傳輸、激光通信、無線通信等多項衛(wèi)星平臺新技術。未來，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，如何準確獲取自身的位置和速度？趙堅告訴記者，與近地空間任務相比，深空探測任務由于缺乏導航衛(wèi)星的輔助，只能依靠傳統(tǒng)的無線電測距、測速導航方法。然而，無線電導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航儀，就試圖克服這一困難。

衛(wèi)星在太空中運動，太陽發(fā)出的光到達衛(wèi)星時將產生頻率變化，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光譜作為頻率標準，實時準確地確定太陽光的頻率變化，進而獲取衛(wèi)星相對太陽的視向速度。經過在軌實測，導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中的自主導航提供了一種新型的速度測量技術手段，夯實了我國在深空探測領域的原創(chuàng)性技術積累。

此外，相關科學與工程部門已聯(lián)合提出了未來開展日地L5點太陽探測、太陽極軌探測、太陽抵近探測等一系列任務規(guī)劃，將對太陽進行全方位立體探測，進一步深入認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，為推動人類科學文明的發(fā)展貢獻力量。