中国太阳探测计划来了!“羲和”开启“探日”时代( 二 )


此外,我国正在论证后续太阳探测发展计划,科学家们希望按照在黄道面内多视角探测、大倾角太阳极区探测和太阳抵近观测“三步走”进行实施,进一步了解太阳的构造,确定太阳活动的三维结构,掌握其机理和活动规律,从而造福人类,趋利避害 。
“羲和号”的创新之处在哪里?
专家介绍,此次发射的“羲和号”卫星全称是太阳Hα光谱探测与双超平台科学技术试验卫星,主要科学载荷为太阳空间望远镜 。“羲和号”整星重量508公斤,设计寿命3年,运行于517公里高度、倾角98度的太阳同步轨道,该轨道将经过地球的南北极,能够24小时连续对太阳进行观测 。
中国太阳探测计划来了!“羲和”开启“探日”时代
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太阳探测科学技术试验卫星模拟高清图
赵坚表示,“羲和”太阳探测计划紧紧围绕太阳探测热点问题,提出中国特色太阳探测模式,如在国际上首次实现空间太阳Hα波段的光谱成像探测;首次提出天文光谱测速导航新方法和新技术等,都具有重要意义 。
什么是太阳Hα谱线?
【中国太阳探测计划来了!“羲和”开启“探日”时代】专家解释,太阳Hα谱线是研究太阳活动在光球和色球响应时最好的谱线之一,通过对该谱线的数据分析,可获得太阳爆发时的大气温度、速度等物理量的变化,研究太阳爆发的动力学过程和物理机制 。
“之前只能在地球上对Hα谱线进行探测,受大气干扰,探测数据不连续不稳定 。现在通过‘羲和号’探测,对其进行高分辨率成像,46秒内就能获得全日面1600万个点上的光谱,在300余个波长点上同时获得色球和光球的二维图像,可以更加准确的获得太阳爆发时大气温度、速度等物理量的变化,进而建立太阳爆发从光球到日冕的完整物理模型 。这对太阳底层大气和太阳爆发的观测具有重要意义 。”赵坚介绍,“羲和号”卫星在轨开展的相关试验,是国际上第一次在太空进行Hα谱线研究,有望获得有国际影响力的科学产出,将显著提高我国在太阳物理领域的国际影响力 。
据了解,当前国际太阳探测成为热点,我国在太阳观测领域发表论文数量已居世界第二位,但是使用的数据均来自于国外卫星数据 。“‘羲和号’发射成功后,将打破这种被动局面,我国将成立卫星数据科学委员会,制定数据政策,供国内外科学家研究、使用、共享卫星探测数据,力争产生原创性科学成果,为人类科学事业做出中国贡献 。”赵坚说 。
国际首创的“双超”平台长啥样?
“羲和号”卫星的创新意义不仅仅体现在太阳探测方面,它采用国际首创的双超新技术卫星平台,实现了载荷在轨指向的超高精度和超高稳定度控制,比目前同等惯量的卫星平台提高了两个数量级,业内称之为“双超”平台,将推动我国高精度卫星平台技术革命性、跨越性发展 。
据了解,随着我国航天产业的不断发展,对地观测、空间科学等各类航天任务对高性能卫星平台的需求越来越迫切,尤其是具有超高指向精度、超高稳定度指标的卫星平台,是制约航天事业后续发展的关键“卡脖子”技术之一 。
“传统卫星采用平台舱和载荷舱固连的设计方法,因此平台舱活动部件振动会不可避免地传递至载荷,造成观测质量下降 。”程卫强介绍,在国家航天局的大力支持下,卫星研制团队在国际上首次采用了“动静隔离非接触”总体设计新方法,将平台舱与载荷舱物理隔离,并将飞轮、太阳帆板等微振动源集中于平台舱、太阳Hα光谱仪放置于载荷舱,采用磁浮控制技术和执行机构实现两者物理非接触隔离,不仅阻断了平台舱微振动的传递路径,同时解决了平台舱热变形对载荷舱影响,使载荷控制精度和稳定度提升两个数量级以上 。“羲和号”发射成功,标志着我国自主研发的“超高指向精度”、“超高稳定性”双超卫星结构平台顺利进入应用阶段 。