中新網(wǎng)北京8月30日電 (馬帥莎 鄭瑩瑩)8月30日，中國(guó)首顆太陽(yáng)探測(cè)科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星“羲和號(hào)”探日成果在北京正式發(fā)布，該衛(wèi)星由中國(guó)航天科技集團(tuán)八院抓總研制。自2021年10月14日成功發(fā)射以來(lái)，“羲和號(hào)”按照既定任務(wù)計(jì)劃開(kāi)展科學(xué)觀測(cè)，累計(jì)下傳原始觀測(cè)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(kāi)放共享，得到了美、法、德等國(guó)太陽(yáng)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(duì)太陽(yáng)“明察秋毫”，對(duì)相機(jī)的指向精度和穩(wěn)定度提出更高要求?！棒撕吞?hào)”在國(guó)際上首次采用基于“動(dòng)靜隔離、主從協(xié)同”理念的非接觸式磁浮衛(wèi)星平臺(tái)，就像給相機(jī)裝上高精尖的“云臺(tái)”，讓相機(jī)對(duì)得準(zhǔn)，拍得穩(wěn)。
傳統(tǒng)衛(wèi)星采用平臺(tái)艙和載荷艙固連的設(shè)計(jì)方法，平臺(tái)艙飛輪、陀螺等活動(dòng)部件的振動(dòng)將不可避免地傳遞至載荷艙，造成相機(jī)觀測(cè)質(zhì)量下降?！棒撕吞?hào)”將平臺(tái)艙與載荷艙物理隔離，有效隔絕衛(wèi)星平臺(tái)的干擾，通過(guò)大帶寬、超高精度磁浮作動(dòng)器，讓相機(jī)拍照“更穩(wěn)、更準(zhǔn)”，將中國(guó)衛(wèi)星平臺(tái)的姿態(tài)控制水平提升了1至2個(gè)數(shù)量級(jí)。
同時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)平臺(tái)艙對(duì)載荷艙的能源供給以及兩艙之間的信息傳輸，“羲和號(hào)”還在軌驗(yàn)證了艙間無(wú)線能源傳輸、艙間激光通信等多項(xiàng)衛(wèi)星平臺(tái)新技術(shù)。未來(lái)，“雙超”(超高指向精度、超高穩(wěn)定度)平臺(tái)還將應(yīng)用于空間天文探測(cè)、高分辨率對(duì)地詳查等新一代航天任務(wù)中，成為高精度觀測(cè)的利器。
Hα光譜掃描，國(guó)際首次給太陽(yáng)大氣做“CT”
對(duì)于太陽(yáng)物理研究而言，Hα譜線十分重要，它是太陽(yáng)活動(dòng)在太陽(yáng)低層大氣中響應(yīng)最強(qiáng)的譜線。對(duì)這條譜線開(kāi)展探測(cè)，可以同時(shí)獲得光球?qū)雍蜕驅(qū)拥幕顒?dòng)信息，大大提高人類(lèi)對(duì)太陽(yáng)爆發(fā)物理機(jī)制的認(rèn)知。
“羲和號(hào)”利用Hα成像光譜儀進(jìn)行光譜掃描成像，光譜分辨率達(dá)到0.0024納米，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。每張光譜掃描圖像實(shí)際上都包含了300多張照片，分別對(duì)應(yīng)光球?qū)雍蜕驅(qū)硬煌叨忍幍奶?yáng)圖像，相當(dāng)于對(duì)太陽(yáng)低層大氣進(jìn)行“CT”掃描。每一張“CT”圖反映日面上近1600萬(wàn)個(gè)點(diǎn)的信息。
除了太陽(yáng)Hα譜線，“羲和號(hào)”還同時(shí)獲得Si I譜線和Fe I譜線。Si I譜線在地面觀測(cè)時(shí)被地球大氣的水分子譜線掩蓋，“羲和號(hào)”實(shí)現(xiàn)了國(guó)際首次在空間直接觀測(cè)到Si I完整的譜線輪廓。
原子鑒頻，空間測(cè)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(cè)任務(wù)由于沒(méi)有導(dǎo)航衛(wèi)星的輔助，只能依靠傳統(tǒng)的無(wú)線電測(cè)距、測(cè)速導(dǎo)航方法。然而無(wú)線電導(dǎo)航會(huì)隨著衛(wèi)星飛行距離的增加而大幅下降，難以及時(shí)準(zhǔn)確地確定衛(wèi)星在太空中的位置和速度。
“羲和號(hào)”搭載的原子鑒頻太陽(yáng)測(cè)速導(dǎo)航儀，是國(guó)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(shí)時(shí)準(zhǔn)確地確定太陽(yáng)光的頻率變化，進(jìn)而獲取衛(wèi)星相對(duì)太陽(yáng)的視向速度。
經(jīng)過(guò)在軌實(shí)測(cè)，導(dǎo)航儀的速度測(cè)量精度優(yōu)于2m/s，為未來(lái)深空探測(cè)任務(wù)中的自主導(dǎo)航提供了一種新型的速度測(cè)量技術(shù)手段，促進(jìn)原子鑒頻及相關(guān)技術(shù)在航天領(lǐng)域的應(yīng)用。(完)