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为什么要“探日”( 二 )

探日


采访人员：我国首次探日有哪些意义？
赵坚：一是实现我国太阳探测零的突破，标志着我国正式步入“探日”时代 。“羲和号”卫星的主要科学载荷为Hα成像光谱仪 。太阳Hα谱线是光子与氢原子相互作用后电子能级跃迁产生的谱线之一，其线心位于可见光波段，是太阳爆发时响应最强的色球谱线，能够直接反映爆发的源区特征 。此前，只能在地球上进行探测，因受大气干扰，探测数据不连续不稳定，现在通过“羲和号”探测太阳Hα谱线，对其进行高分辨率成像，在46秒内获得全日面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，可以更加准确地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能量积累、释放、传输的完整物理模型，对研究太阳爆发的动力学过程及物理机制提供关键依据，对太阳底层大气和太阳爆发的观测具有重要意义 。“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 。
二是在轨试验超高指向精度、超高稳定度的新型卫星平台技术，推动我国高精度卫星平台技术革命性、跨越性发展 。随着我国航天产业的不断发展，对地观测、空间科学探测等各类航天任务对高性能卫星平台的需求越来越迫切，尤其亟须发展具有超高指向精度、超高稳定度指标的卫星平台 。“羲和号”卫星平台从总体设计理念上打破传统固连设计思想，采用非接触磁浮作动器实现载荷舱与平台舱的动静隔离，通过主从协同设计，实现载荷舱超精超稳及两舱协同控制，解决了传统卫星载荷与平台固连设计导致的微振动难测、难控的技术瓶颈问题，与传统卫星平台相比，“羲和号”卫星平台的指向精度、姿态稳定度均提高了两个数量级 。同时，“羲和号”卫星还将在轨验证无线能源传输、舱间无线通信、舱间激光通信、重复连接释放、舱间电缆脱落与收纳、原子鉴频太阳导航仪等多项新技术和新产品 。“羲和号”高性能技术卫星平台在轨试验成功后，是世界上首次将磁悬浮技术在航天器上进行工程应用，将大幅提升我国空间观测技术水平，有望在将来的对地观测、空间科学探测等新一代航天任务中得到广泛应用，应用前景广阔 。
三是开拓我国太阳探测国际合作和交流的新局面，大幅提高我国在太阳物理领域研究的国际地位 。国际太阳探测发展变化很快，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国外卫星数据 。该卫星发射成功后，将打破我国在此领域的被动局面，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，为人类科学事业作出中国贡献 。
四是激发探索空间科学的热情，培养创新高端人才 。通过首次太阳探测计划，可大量培养我国在空间科学和空间技术的高端创新人才，并通过对所获数据的分析，与世界其他国家开展太阳探测数据共享、结合和互补，更好地开展太阳活动机理研究，探索太阳系起源及演变规律及对地球大气及生物圈的影响，提高我国空间科学国际竞争力 。与此同时，进一步提高人民群众的科学素养，激发青少年探索空间科学的热情 。
采访人员：此次探测任务有哪些特点？
赵坚：一是起步晚，起点高 。“十三五”期间，国家航天局组织中国航天科技集团、南京大学、中国科学院等单位，紧密围绕国家航天发展规划，瞄准我国航天发展急需的创新技术验证和空间科学前沿研究需求，制定了空间科学研究发展路线图，提出了“太阳Hα波段光谱成像探测+超高指向精度、超高稳定度卫星平台技术飞行验证”的任务目标 。虽然起步晚，但在轨验证新技术新产品多，试验项目丰富，探测目标聚焦准确，研究起点高 。
二是紧紧围绕太阳探测热点问题，提出中国特色太阳探测模式 。“羲和号”卫星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 。国际上首次提出了天文光谱测速导航新方法和新技术，通过太阳光谱的研究和利用实现每秒1米量级的飞行器高精度速度测量 。这两项技术都具有国际先进水平 。
三是组织国内优势单位大力协同，攻坚克难 。“羲和号”于2019年6月正式立项，研制周期短，技术难度大，国家航天局组织中国科学院、中国航天科技集团、南京大学等优势单位，充分发挥政府机构、科研院所、高等院校、工程研制单位作用，克服了研究时间短、经费少、研制难度大的不利因素，团结合作、群策全力，高效高质完成了研制发射任务 。


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