我國首顆太陽探測科學技術試驗衛星“羲和號”探日成果今天在北京正式釋出，該衛星由中國航天科技集團八院抓總研製。本次釋出成果以新型衛星技術、太陽科學探測為主，創下五個國際“首次”，對後續開展太陽空間探測任務及提升我國在空間科學領域國際影響力等具有重要意義。自2021年10月14日成功發射以來，“羲和號”按照既定任務計劃開展科學觀測，累計下傳原始觀測資料50Tbit，生成科學資料約300Tbit，這些資料已向全球開放共享，得到了美、法、德等國太陽物理研究學者的廣泛應用。

衛星“磁懸浮”，讓拍照又精又穩

太陽光耀奪目，就像一個天然的物理“實驗室”。然而，要在1。5億公里遠的地球附近對太陽“明察秋毫”，就對相機的指向精度和穩定度提出了更高的要求。“羲和號”大膽創新，在國際首次採用基於“動靜隔離、主從協同”理念的非接觸式磁浮衛星平臺，就像給相機裝上了高精尖的“雲臺”，讓相機對得準，拍得穩。

傳統衛星均採用平臺艙和載荷艙固連的設計方法，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，造成相機觀測質量的下降。“羲和號”採用“動靜隔離非接觸”總體設計新方法，將平臺艙與載荷艙物理隔離，有效隔絕了衛星平臺的干擾，透過大頻寬、超高精度磁浮作動器，實現了相機指向精度10-4°量級、穩定度10-5°/s量級的“雙超”指標，較傳統衛星提升一至兩個數量級，達到了國際先進水平。

同時，為了實現平臺艙對載荷艙的能源供給以及兩艙之間的資訊傳輸，“羲和號”還在軌驗證了艙間無線能源傳輸、艙間鐳射通訊等多項衛星平臺新技術。未來，“雙超”平臺還將應用於空間天文探測、高解析度對地詳查等新一代航天任務中，成為高精度觀測的利器。

Hα光譜掃描，國際首次給太陽大氣做“CT”

對於太陽物理研究而言，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最強的譜線。對這條譜線開展探測，就可以同時獲得光球層和色球層的活動資訊，大大提高我們對太陽爆發物理機制的認知。

“羲和號”利用Hα成像光譜儀進行光譜掃描成像，光譜解析度達到了0。0024奈米，比地面濾光器的解析度提高了約10倍，達到了國際先進水平。每張光譜掃描影象實際上都包含了300多張照片，分別對應了光球層和色球層不同高度處的太陽影象，因此相當於給太陽低層大氣做了一次“CT”掃描。在每一張“CT”圖上，又反映了日面上近1600萬個點的資訊。

值得注意的是，除了太陽Hα譜線，“羲和號”還同時獲得了Si I譜線和Fe I譜線。尤其是Si I譜線，以往在地面觀測時被地球大氣的水分子譜線掩蓋，“羲和號”在空間直接觀測到了Si I完整的譜線輪廓，這是國際上的第一次。透過三條譜線的研究，結合“羲和號”獲得的全日面色球和光球的多普勒速度圖，可以反演計算出太陽大氣的溫度、密度，從而幫助我們深入研究太陽的大氣結構，瞭解太陽爆發活動的觸發原因和傳播過程，更好地開展空間天氣預報，保障人類生命安全。

原子鑑頻，空間測速全新解決方案

衛星在茫茫太空中飛行，如何準確獲取自身的位置和速度是首先要解決的問題。與近地空間任務相比，月球以遠的深空探測任務由於沒有導航衛星的輔助，只能依靠傳統的無線電測距、測速導航方法。然而無線電導航會隨著衛星飛行距離的增加而大幅下降，難以及時準確地確定衛星在太空中的位置和速度。

衛星在太空中運動時，太陽發出的光到達衛星時將產生頻率變化，也就是通常說的多普勒頻移，頻移的大小與衛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，也就能知道衛星相對太陽的視向速度。“羲和號”搭載的原子鑑頻太陽測速導航儀，國際首次在軌採用原子鑑頻原理，利用鈉原子自身的超精細光譜作為頻率標準，可以實時準確地確定太陽光的頻率變化，進而獲取衛星相對太陽的視向速度。經過在軌實測，導航儀的速度測量精度優於2 m/s，為未來深空探測任務中的自主導航提供了一種新型的速度測量技術手段，夯實我國在深空探測領域的原創性技術積累，促進原子鑑頻及相關技術在航天領域的應用。

“羲和號”衛星平臺和科學成果的持續產出，對我國空間科學領域的創新發展具有顯著推動作用。未來，相關科學與工程部門已聯合提出了日地L5點太陽探測、太陽極軌探測、太陽抵近探測等一系列任務規劃，將對太陽進行全方位立體探測，進一步深入認識太陽活動的起源和演化、監測太陽爆發的行星際傳播和對地響應，為推動人類科學文明的發展貢獻力量。

新民晚報記者 葉薇