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星空有约|“羲和号”将揭示太阳的哪些奥秘?

14日,搭载着我国首颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”的长征二号丁运载火箭在太原卫星发射中心成功发射,我国正式步入“探日”时代。

“羲和号”全称太阳Hα光谱探测与双超平台科学技术试验卫星,运行于高度为517公里的太阳同步轨道,主要科学载荷为太阳空间望远镜。

国家航天局对地观测与数据中心主任、高分辨率对地观测重大专项工程总设计师赵坚介绍说,太阳活动周期约11年,2021年至2022年是人类有记录以来第25个太阳活动周期的开始,全世界又进入太阳研究新的高峰期。

“探测和研究太阳活动,提出应对措施,可以降低或规避对地球的不利影响。我国作为航天大国,及时开展太阳探测活动,十分必要,不能缺席。”赵坚说。

从太阳女神羲和的神话传说到“两小儿辩日”的经典故事,中国人对于太阳的好奇与探索自古有之。

虽然我国对太阳的卫星观测和科学研究起步较晚,但在近年来发展十分迅速。

“羲和号”成功发射的背后,凝聚了中国科学家近几年的探索与努力,实现了多项技术创新与突破。

“羲和号”卫星实现了国际首次太阳Hα波段光谱成像的空间探测,将填补太阳爆发源区高质量观测数据的空白。

此前国际上对太阳的探测主要是通过紫外或X射线,探测对象为太阳的高层大气。而可见光等波段观测主要基于地面望远镜。

但地面上的可见光波段观测会受到地球大气吸收、扰动等因素的影响,观测分辨率很低。

中国航天科技集团八院太阳探测科学技术试验卫星总指挥陈建新介绍:“我们此次使用Hα波段开展卫星探测,主要是针对太阳的低层大气进行精准观测,通过对Hα光谱的数据分析,可获得太阳爆发时大气温度、速度等物理量的变化,研究太阳爆发的动力学过程及物理机制,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。”

此外,“羲和号”卫星采用了在轨试验超高指向精度、超高稳定度的新型卫星平台技术。

陈建新介绍,以往的卫星平台技术只是从减震、缓冲的角度设计,而“羲和号”卫星平台从总体设计理念上打破传统固连设计思想,采用非接触磁浮作动器实现载荷舱与平台舱的动静隔离,通过主从协同设计,实现载荷舱超精超稳及两舱协同控制,解决了传统卫星载荷与平台固连设计导致的微振动难测、难控的技术瓶颈问题。

“发射卫星就像射击打靶,既要准还要稳,‘双超’卫星平台技术就是为了解决这个问题。”陈建新说。

与传统卫星平台相比,“羲和号”卫星平台的指向精度、姿态稳定度均提高了2个数量级。

赵坚表示,“羲和号”高性能技术卫星平台在轨试验成功后,是世界上首次将磁浮技术在航天器上进行工程应用,将大幅提升我国空间观测技术水平,有望在将来的对地观测、空间科学探测等新一代航天任务中得到广泛应用。

“羲和号”卫星的发射只是我国太阳探测新阶段的第一步。

“羲和号”卫星首席科学家、中国科学院院士方成说:“未来我们将进一步推进对太阳的深空探测,下一步希望向太阳发射更多卫星,对太阳进行全方位立体性观测。”

中国目前已经制定了两个太阳探测计划,分别是“羲和”和“夸父”探测计划,这是太阳探测的中国方案和中国贡献。

赵坚表示,“羲和号”实现了我国太阳探测的破冰之旅,而“夸父”计划是研制发射先进天基太阳天文台卫星,对太阳进行科学观测,目前已被纳入中国科学院先导计划。

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