太陽“攝影師”羲和號的探日之旅

2022 年8 月30 日，中國國家航天局公布了中國首顆太陽探測科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星羲和號的最新研究成果。從2021 年10 月14 日成功發(fā)射升空后，羲和號這位太陽的專屬“攝影師”便開啟了一段奇妙的旅程。它給我們帶來了關(guān)于太陽的哪些信息呢？讓我們一起去看看吧！

拍照又準(zhǔn)又穩(wěn)

羲和號在新型衛(wèi)星技術(shù)試驗(yàn)方面獲得了3項(xiàng)國際首次，即：首次實(shí)現(xiàn)了主從協(xié)同非接觸超高指向精度、超高穩(wěn)定度衛(wèi)星平臺(tái)技術(shù)在軌性能驗(yàn)證及工程應(yīng)用；首次實(shí)現(xiàn)了太陽空間氫阿爾法（Hα）成像光譜儀在軌應(yīng)用；首次實(shí)現(xiàn)了原子鑒頻太陽測速導(dǎo)航儀在軌驗(yàn)證。

在太空中，衛(wèi)星載荷每發(fā)生一次細(xì)微振動(dòng)，都會(huì)讓其成像效果相差很大。超高指向精度、超高穩(wěn)定度衛(wèi)星平臺(tái)相關(guān)技術(shù)的成功應(yīng)用，打破了傳統(tǒng)衛(wèi)星平臺(tái)出現(xiàn)細(xì)微振動(dòng)時(shí)難以觀測的窘境。

?羲和號實(shí)物圖（供圖/焦維新）

羲和號采用磁浮控制技術(shù)，將衛(wèi)星平臺(tái)與載荷徹底隔絕，以此來確保衛(wèi)星載荷的成像不受平臺(tái)發(fā)生振動(dòng)的影響，這使羲和號這位“攝影師”的拍照成像效果更加精準(zhǔn)、穩(wěn)定。

該技術(shù)的應(yīng)用將中國衛(wèi)星平臺(tái)的姿態(tài)控制水平提升到了一個(gè)新的數(shù)量級，達(dá)到了國際領(lǐng)先水平。未來，超高指向精度、超高穩(wěn)定度衛(wèi)星平臺(tái)相關(guān)技術(shù)的不斷應(yīng)用，將會(huì)進(jìn)一步助力中國航天在探索浩瀚宇宙中取得跨越式發(fā)展。

給太陽做掃描

羲和號在太陽科學(xué)探索領(lǐng)域取得2項(xiàng)突破，即：實(shí)現(xiàn)了國際上第一次空間太陽氫阿爾法波段光譜掃描成像；第一次在軌取得了氫阿爾法譜線、硅一（Si I）譜線和鐵一（Fe I）譜線的精細(xì)結(jié)構(gòu)。

此次獲得的氫阿爾法光譜掃描成像分辨率達(dá)到了納米級，其光譜掃描圖像包含的數(shù)百張照片，分別對應(yīng)色球?qū)雍凸馇驅(qū)硬煌叨忍幍奶枅D像，這如同由內(nèi)到外對太陽進(jìn)行了掃描。通過一次掃描（時(shí)間小于60秒），我們可以獲得日面上近1600萬個(gè)點(diǎn)的光譜信息，從而反演出極高精度的光球多普勒速度場，便于研究人員研究太陽活動(dòng)的物理演變過程。

太陽結(jié)構(gòu)示意圖

“出差”不到一年時(shí)間，羲和號就取得了以上5項(xiàng)具有重大意義的研究成果，這對于人類后續(xù)的“探日”任務(wù)以及提升中國在空間科學(xué)領(lǐng)域的國際地位具有顯著作用。中國作為航天大國，“探日”工程是中國航天事業(yè)中不可忽視的重要一環(huán)，羲和號不僅是中國“探日”時(shí)代的開端，也將繼續(xù)在中國的“探日”之旅上發(fā)光發(fā)熱，為我們帶來更多有關(guān)太陽的信息。

知識鏈接 羲和號小檔案

2021年10月14日18時(shí)51分，中國在太原衛(wèi)星發(fā)射中心采用長征二號丁運(yùn)載火箭，成功發(fā)射首顆太陽探測科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星羲和號，實(shí)現(xiàn)了中國太陽探測零的突破，標(biāo)志著中國正式步入空間“探日”時(shí)代。

羲和號衛(wèi)星是一顆太陽探測科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星，運(yùn)行于距離地面517千米的太陽同步軌道。在這個(gè)軌道上，衛(wèi)星能夠24小時(shí)連續(xù)對太陽進(jìn)行觀測，將實(shí)現(xiàn)國際首次太陽 H α波段光譜成像的空間探測，填補(bǔ)太陽爆發(fā)源區(qū)高質(zhì)量觀測數(shù)據(jù)的空白。

羲和號將觀測太陽耀斑和日冕活動(dòng)，探究太陽爆發(fā)的動(dòng)態(tài)特性和觸發(fā)機(jī)制；研究太陽低層大氣動(dòng)力學(xué)過程，為解決“太陽爆發(fā)由里及表能量傳輸全過程物理模型”等科學(xué)問題提供重要支撐。

知識拓展

什么是氫阿爾法（Hα）譜線

太陽氫阿爾法（Hα）譜線是研究太陽活動(dòng)在光球?qū)雍蜕驅(qū)禹憫?yīng)時(shí)的最好譜線之一，對該譜線進(jìn)行數(shù)據(jù)分析可獲得太陽爆發(fā)時(shí)的大氣溫度、速度等物理量的變化，以研究其動(dòng)力學(xué)過程和物理機(jī)制。

（責(zé)任編輯 / 張麗靜 高琳? 美術(shù)編輯 / 周游）