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太阳“摄影师”羲和号的探日之旅

2022-05-30

知识就是力量 2022年11期
关键词:光球卫星平台阿尔法

2022 年8 月30 日,中国国家航天局公布了中国首颗太阳探测科学技术试验卫星羲和号的最新研究成果。从2021 年10 月14 日成功发射升空后,羲和号这位太阳的专属“摄影师”便开启了一段奇妙的旅程。它给我们带来了关于太阳的哪些信息呢?让我们一起去看看吧!

拍照又准又稳

羲和号在新型卫星技术试验方面获得了3项国际首次,即:首次实现了主从协同非接触超高指向精度、超高稳定度卫星平台技术在轨性能验证及工程应用;首次实现了太阳空间氢阿尔法(Hα)成像光谱仪在轨应用;首次实现了原子鉴频太阳测速导航仪在轨验证。

在太空中,卫星载荷每发生一次细微振动,都会让其成像效果相差很大。超高指向精度、超高稳定度卫星平台相关技术的成功应用,打破了传统卫星平台出现细微振动时难以观测的窘境。

 羲和号实物图(供图/焦维新)

羲和号采用磁浮控制技术,将卫星平台与载荷彻底隔绝,以此来确保卫星载荷的成像不受平台发生振动的影响,这使羲和号这位“摄影师”的拍照成像效果更加精准、稳定。

该技术的应用将中国卫星平台的姿态控制水平提升到了一个新的数量级,达到了国际领先水平。未来,超高指向精度、超高稳定度卫星平台相關技术的不断应用,将会进一步助力中国航天在探索浩瀚宇宙中取得跨越式发展。

给太阳做扫描

羲和号在太阳科学探索领域取得2项突破,即:实现了国际上第一次空间太阳氢阿尔法波段光谱扫描成像;第一次在轨取得了氢阿尔法谱线、硅一(Si I)谱线和铁一(Fe I)谱线的精细结构。

此次获得的氢阿尔法光谱扫描成像分辨率达到了纳米级,其光谱扫描图像包含的数百张照片,分别对应色球层和光球层不同高度处的太阳图像,这如同由内到外对太阳进行了扫描。通过一次扫描(时间小于60秒),我们可以获得日面上近1600万个点的光谱信息,从而反演出极高精度的光球多普勒速度场,便于研究人员研究太阳活动的物理演变过程。

太阳结构示意图

“出差”不到一年时间,羲和号就取得了以上5项具有重大意义的研究成果,这对于人类后续的“探日”任务以及提升中国在空间科学领域的国际地位具有显著作用。中国作为航天大国,“探日”工程是中国航天事业中不可忽视的重要一环,羲和号不仅是中国“探日”时代的开端,也将继续在中国的“探日”之旅上发光发热,为我们带来更多有关太阳的信息。

知识链接 羲和号小档案

2021年10月14日18时51分,中国在太原卫星发射中心采用长征二号丁运载火箭,成功发射首颗太阳探测科学技术试验卫星羲和号,实现了中国太阳探测零的突破,标志着中国正式步入空间“探日”时代。

羲和号卫星是一颗太阳探测科学技术试验卫星,运行于距离地面517千米的太阳同步轨道。在这个轨道上,卫星能够24小时连续对太阳进行观测,将实现国际首次太阳 H α波段光谱成像的空间探测,填补太阳爆发源区高质量观测数据的空白。

羲和号将观测太阳耀斑和日冕活动,探究太阳爆发的动态特性和触发机制;研究太阳低层大气动力学过程,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。

知识拓展

什么是氢阿尔法(Hα)谱线

太阳氢阿尔法(Hα)谱线是研究太阳活动在光球层和色球层响应时的最好谱线之一,对该谱线进行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,以研究其动力学过程和物理机制。

(责任编辑 / 张丽静 高琳  美术编辑 / 周游)

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