中新網(wǎng)北京8月30日電 (馬帥莎 鄭瑩瑩)8月30日，中國首顆太陽探測科學(xué)技術(shù)試驗衛(wèi)星“羲和號”探日成果在北京正式發(fā)布，該衛(wèi)星由中國航天科技集團八院抓總研制。自2021年10月14日成功發(fā)射以來，“羲和號”按照既定任務(wù)計劃開展科學(xué)觀測，累計下傳原始觀測數(shù)據(jù)50Tbit，生成科學(xué)數(shù)據(jù)約300Tbit，這些數(shù)據(jù)已向全球開放共享，得到了美、法、德等國太陽物理研究學(xué)者的廣泛應(yīng)用。
衛(wèi)星“磁懸浮”，讓拍照又精又穩(wěn)
在1.5億公里遠(yuǎn)的地球附近對太陽“明察秋毫”，對相機的指向精度和穩(wěn)定度提出更高要求�！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，就像給相機裝上高精尖的“云臺”，讓相機對得準(zhǔn)，拍得穩(wěn)。
傳統(tǒng)衛(wèi)星采用平臺艙和載荷艙固連的設(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，造成相機觀測質(zhì)量下降。“羲和號”將平臺艙與載荷艙物理隔離，有效隔絕衛(wèi)星平臺的干擾，通過大帶寬、超高精度磁浮作動器，讓相機拍照“更穩(wěn)、更準(zhǔn)”，將中國衛(wèi)星平臺的姿態(tài)控制水平提升了1至2個數(shù)量級。
同時，為了實現(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”還在軌驗證了艙間無線能源傳輸、艙間激光通信等多項衛(wèi)星平臺新技術(shù)。未來，“雙超”(超高指向精度、超高穩(wěn)定度)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，成為高精度觀測的利器。
Hα光譜掃描，國際首次給太陽大氣做“CT”
對于太陽物理研究而言，Hα譜線十分重要，它是太陽活動在太陽低層大氣中響應(yīng)最強的譜線。對這條譜線開展探測，可以同時獲得光球?qū)雍蜕驅(qū)拥幕顒有畔ⅲ蟠筇岣呷祟悓μ柋l(fā)物理機制的認(rèn)知。
“羲和號”利用Hα成像光譜儀進行光譜掃描成像，光譜分辨率達到0.0024納米，達到國際先進水平。每張光譜掃描圖像實際上都包含了300多張照片，分別對應(yīng)光球?qū)雍蜕驅(qū)硬煌叨忍幍奶枅D像，相當(dāng)于對太陽低層大氣進行“CT”掃描。每一張“CT”圖反映日面上近1600萬個點的信息。
除了太陽Hα譜線，“羲和號”還同時獲得Si I譜線和Fe I譜線。Si I譜線在地面觀測時被地球大氣的水分子譜線掩蓋，“羲和號”實現(xiàn)了國際首次在空間直接觀測到Si I完整的譜線輪廓。
原子鑒頻，空間測速全新方案
衛(wèi)星在太空中飛行需要準(zhǔn)確獲取自身位置和速度。與近地空間任務(wù)相比，月球以遠(yuǎn)的深空探測任務(wù)由于沒有導(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)航會隨著衛(wèi)星飛行距離的增加而大幅下降，難以及時準(zhǔn)確地確定衛(wèi)星在太空中的位置和速度。
“羲和號”搭載的原子鑒頻太陽測速導(dǎo)航儀，是國際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)，可以實時準(zhǔn)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(jīng)過在軌實測，導(dǎo)航儀的速度測量精度優(yōu)于2m/s，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，促進原子鑒頻及相關(guān)技術(shù)在航天領(lǐng)域的應(yīng)用。(完)