我國首位太陽專屬“攝影師” “羲和號”取得了哪些成果？

“效法羲和馭天馬，志在長空牧群星”。我國首顆太陽探測科學(xué)技術(shù)試驗衛(wèi)星“羲和號”成功發(fā)射后一直受到關(guān)注。8月30日，“羲和號”成果發(fā)布會在京舉行。“羲和號”取得了哪些重要成果？有何意義？記者采訪了相關(guān)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(jīng)濟(jì)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(guān)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。

央視截圖

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(wǎng)，但由于地球大氣對紫外線、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。

高分專項總設(shè)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(tuán)、南京大學(xué)等工程任務(wù)團(tuán)隊，開展衛(wèi)星平臺超高指向精度、超高穩(wěn)定度技術(shù)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。

“羲和號”

“我們在國際上首次實現(xiàn)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?qū)雍蜕驅(qū)拥捻憫?yīng)過程。”趙堅告訴記者，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(yīng)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。“因為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，就可以同時獲得光球?qū)雍蜕驅(qū)拥幕顒有畔?，大大提高我們對太陽爆發(fā)物理機制的認(rèn)知。”趙堅說。

據(jù)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(dá)到國際先進(jìn)水平。

“羲和號”衛(wèi)星首席科學(xué)家、南京大學(xué)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(shù)據(jù)有助于科學(xué)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(jié)構(gòu)，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(yù)報，保障人類生命安全。

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

 太空“磁懸浮”，讓拍照又準(zhǔn)又穩(wěn)

作為一名“攝影師”，相機既要對得準(zhǔn)，又要拍得穩(wěn)。“羲和號”在國際上首次采用基于“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(tuán)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(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，影響相機觀測質(zhì)量。“羲和號”采用“動靜隔離非接觸”的總體設(shè)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(xiàn)了相機指向精度和穩(wěn)定度指標(biāo)較傳統(tǒng)衛(wèi)星提升一至兩個數(shù)量級。

同時，為實現(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、激光通信、無線通信等多項衛(wèi)星平臺新技術(shù)。未來，新型平臺還將應(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，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(zhǔn)確獲取自身的位置和速度？趙堅告訴記者，與近地空間任務(wù)相比，深空探測任務(wù)由于缺乏導(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(dǎo)航儀，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(dá)衛(wèi)星時將產(chǎn)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(xì)光譜作為頻率標(biāo)準(zhǔn)，實時準(zhǔn)確地確定太陽光的頻率變化，進(jìn)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2米每秒，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，夯實了我國在深空探測領(lǐng)域的原創(chuàng)性技術(shù)積累。

此外，相關(guān)科學(xué)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(wù)規(guī)劃，將對太陽進(jìn)行全方位立體探測，進(jìn)一步深入認(rèn)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(yīng)，為推動人類科學(xué)文明的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

(新華社記者 胡喆 陳席元 宋晨)