巨匠解读“夸父一号”卫星:怎么“逐日”?
2022-10-10 89

  中新网北京10月9日电 (记者 孙自法)中国古代与“嫦娥奔月”齐名的“夸父逐日”神话故事,此刻也在神州宇宙间成为实践。10月9日,在“嫦娥一号”先行“奔月”即将迎来15周年之际,华夏综关性太阳探测卫星“夸父一号”(先辈天基太阳天文台,英文简称ASO-S)在酒泉卫星发射要点胜利发射升空,正式开启了“逐日”的征程。

  中国为什么要研制综合性太阳探测卫星?卫星载荷有何特色优势?“夸父一号”科学主意有哪些?奈何实践“逐日”探测?……在发射前夕,“夸父一号”卫星首席科学家、卫星体例和科学使用体系总安排师等对这些问题进行科普解读。

  “夸父一号”卫星首席科学家、中科院紫金山天文台甘为群研究员介绍谈,中原空间太阳探测的测试最早在20世纪70年初中期,1976年曾提出合键巡逻太阳的“天文一号”卫星;在2001年发射神舟二号飞船上搭载的空间天文(合键审查太阳)分系统获得获胜;时刻还提出“空间太阳望远镜打算”;2004年提出中法关作“太阳爆发探测小卫星设计”,以及日地三星计划;2011年中科院空间科学起首专项(一期)正式启动,前辈天基太阳天文台恰巧是为反映专项而提出的卫星打算。当前回顾起来,华夏之前虽有一系列太阳探测卫星打算的提出和实验,但均未走到着末,太阳探测特地卫星基本为零,先进天基太阳天文台卫星安排填补了这一空白。

  这颗卫星设计提出来的时候,国际上已有70多颗太阳探测专用卫星或相干卫星,中原在太阳物理地面步骤和搜罗揭橥学术论文的钻研方面已位居全国前哨,为什么还要自主研制太阳探测特殊卫星?甘为群指出,华夏科学家发表研商论文所用的绝大个别视察数据,都是来自国际上太阳卫星共享的资料、软件、数据。“动作一个科研任事者,作为中国的太阳物理学家,我们感想所有人是宇宙超过的吗?正是在如许的配景下,大家一定要发射本人的(太阳探测)科学卫星”。从这个角度来讲,提出研制发射“夸父一号”卫星策画,便是强调中国要在国际上对太阳物理钻研数据起源作出严沉成绩。

  谁谈,先进天基太阳天文台先后资历预先研商、布景型号、综关立项论证等依次,于2017腊尾得到工程立项批复,又进程5年的工程研制,打破诸多要害才智并礼服疫情等沉浸贫穷,方今到底胜利发射升空,“于是大家把先进天基太阳天文台(即“夸父一号”卫星),定义为开启了中国综合性太阳查看的新时期”。行为中原的综关性太阳探测专用卫星,“夸父一号”将完竣中原太阳卫星探测抢先式冲破。

  甘为群表白,“夸父一号”卫星的科学目的可概括为“一磁两暴”,“一磁”便是太阳磁场,“两暴”便是太阳上两类最热烈的发作形势——耀斑和日冕物质扔射。太阳物理学家就是要研讨这三者之间的联系,即磁场与耀斑、磁场与日冕物质掷射、日冕物质掷射与耀斑的联系,研究它们的变成、演化、相互影响和粗略保存的因果闭连,同时为空间天色预警供应救助。

  为实现“一磁两暴”的科学谋略,“夸父一号”卫星上搭载有整天面矢量磁像仪(FMG)、莱曼阿尔法太阳望远镜(LST)和硬X射线个各具特质的有效载荷,分辨观测太阳磁场、日冕物质扔射和太阳耀斑。

  “夸父一号”卫星有哪些鼎新?甘为群概括为“三个首次”:一是国际上初度以“一磁两暴”行动卫星的科学谋略并且装备反映的载荷召集;二是国际上初度在一颗近地卫星平台上,对一天面矢量磁场、太阳耀斑非热辐射成像、日冕物质抛射的日面造成和即日面撒布同时举办审查;三是国际上初次在莱曼阿尔法谱线波段竣工一天面和近日冕无缝同时成像张望。

  “夸父一号”卫星编制总安排师、中科院狭窄卫星鼎新研讨院诸成研讨员指出,该卫星要高精度观测太阳,3台有效载荷在国内均为初度上天,可借鉴的领略少,新技艺、新部件、新材料多,并且要完工的仔肩比较多、对比庞大,卫星研制履历突破一系列症结手法,严重处置了三方面难点:

  第一,星载7台光学兴办,同时无误指向太阳,确保每台光学修筑对太阳完善成像,因此各光学筑立光轴之间的肖似性苦求分外高,这就须要高精度安置到达这些光轴的相通。第二,卫星要阅历发射过程的力学振动和攻击处境、太空中冷热交替蜕变景况、超高真空状况,要相持星上各光学开发光轴之间迁徙极小,包管卫星寿命期内各光学建造检察宗旨完善性。第三,接纳对星上行为部件震荡低落才智和稳像才具,实现光学防抖,取得理会的查看图像。

  诸成介绍叙,“夸父一号”卫星重量约859公斤,其轨路设计采用高720公里、倾角98.27度、周期99分钟的晨昏太阳同步轨道,这个轨途全年唯有约3个月生计较短地影,其他期间是全日照,能够联贯长时候不结束实行太阳张望。同时,该轨途设计还可为硬X射线成像仪载荷供给粒子布景对比低的优良情景,而且大气密度对比低,有利于颓丧散射杂光对莱曼阿尔法望远镜载荷的烦扰。

  甘为群剖明,预期“夸父一号”卫星发射后,历程一段时间的在轨测验,正式参加做事模式交付用户后,每天可观测到大致500GB的数据量,资历地面支撑编制和科学行使体系处置后向环球灵通,数据共享,供科学家举办太阳物理学研商。

  “夸父一号”卫星科学使用体系总安排师、中科院紫金山天文台黎辉钻研员强调,“夸父一号”卫星举座数据是一概开通的计谋,在卫星在轨考试收工、数据平常生产之后,会及时对全宇宙相干界限的科研处事者,网罗太阳物理、空间环境、空间物理、空间天气等周围,实时免费灵通。全部人们叙,如此的数据共享策略也是基于国际旧例,华夏太阳物理学家本来此后都在享福国际灵通的数据策略,“全班人第一颗综合性太阳张望卫星胜利之后,也要对世界做出协议,大家的数据也是千万通达的”。

  “夸父一号”科研团队科普称,太阳行径呈周期性变更,周期平均为11年,太阳黑子是太阳举动的重要标志。在一个举止周期早先后,黑子数量慢慢添加,太阳举动加剧,太阳黑子数量达到最多的年份,称为太阳运动峰年。太阳行动第25周峰年预期在2024到2025年独揽。“夸父一号”卫星打算以太阳运动第25周峰年行动契机,将细致纪录第25个太阳行动周的“太阳风暴”。届时,阅历“夸父一号”卫星数据举世通达共享,盘绕其张望毕竟的研商有望成为国际热点,科学家在钻研太阳举动次第的同时,也会及时预报太阳发作对人类的教养,以造福全人类。

  中原最新获胜发射的“夸父一号”太阳探测卫星,与美国2018年发射的“帕克号”太阳探测卫星,以及华夏2021年发射的太阳探测科学技巧考试卫星“羲和号”,这三者之间有何关系与判袂?甘为群对此回应指出,“夸父一号”和“帕克号”科学目的不相同,两者是互补闭连;“羲和号”是一颗科学试验卫星,而“夸父一号”则是特别为太阳察看研制的空间科学卫星。

  他谈,“帕克号”是美国主导的、史书上是第一次飞到太阳相近进行巡查的卫星,其轨道是个大的椭圆,迩来的即日点可能抵达10个太阳半径独揽,这意味着它受到太阳的热迥殊强,不梗概面对太阳来举行查看,只能在前面加上厚厚的防热罩,是以这颗特殊前辈的卫星只能探测到太阳左近粒子、磁场这些境况,不能直接“看”太阳。而“夸父一号”卫星是直接“看”太阳,通过遥测遥感措施检察太阳,对太阳举办成像。“帕克号”的科学谋略首要是针对太阳风和太阳四周处境,“夸父一号”科学主意是“一磁两暴”,直接“看”太阳,所以两颗卫星科学目的不相似,它们绝对是互补合联。

  华夏“羲和号”卫星于2019年6月立项,是一颗太阳探测科学本领试验卫星,紧要是从工夫上验证一种名为“双超”的卫星平台,旨在履历高精度指向和指向的坚韧度这两个指标做一个尝试。“羲和号”搭载的望远镜是氢阿尔法(Hα)波段,其在地面上也不妨巡察,不过放在太空中有分外大的好处,它或许接连对太阳实行检察,还可以号衣地球大气颤抖等等带来的一系列题目,可在短时间内光谱扫描整日面,在扫描的波长局限里每一个光谱点都可以进行成像,从而对太阳举座色球大气动力学举办异常好的“诊断”,繁荣干系研讨。

  甘为群剖明,“夸父一号”卫星不仅在“一磁两暴”科学目的、有效载荷查看波段、查察目标等方面与“羲和号”卫星绝对不相仿,并且“夸父一号”是分外为太阳审查而提出、绝对以科学主意为牵引的空间科学卫星,期望完成中原天基太阳探测卫星抢先式突破。(完)