相距1。5亿公里，给太阳大气做CT

　　羲和号探日成果发布，实现多项国际首次
　　相距1。5亿公里，给太阳大气做CT
　　图为羲和号效果图。中国航天科技集团八院供图制图：蔡华伟
　　成功在轨运行10个月后，我国首颗太阳探测科学技术试验卫星羲和号的科学探测和卫星技术成果今天正式公布。从羲和号上看太阳，观测到了什么？这些科学探测成果，对于人类认识太阳有哪些新贡献？后续太阳探测活动，还将如何开展？
　　相当于给太阳低层大气做CT扫描
　　羲和号于2021年10月14日发射升空，运行于平均高度为517公里的太阳同步轨道。作为首位太阳专属摄影师，羲和号的发射，意味着我国实现太阳空间探测零的突破。
　　在科学探测方面，‘羲和号’发射后成功实现了两个首次，即国际首次获得空间太阳H（氢阿尔法）波段光谱扫描成像以及国际首次在轨获取太阳H谱线、SiI（中性硅原子）谱线和FeI（中性铁原子）谱线的精细结构。国家高分辨率对地观测系统总设计师兼副总指挥、国家航天局对地观测与数据中心主任赵坚介绍。
　　羲和号卫星首席科学家、南京大学教授丁明德告诉记者，H谱线是太阳活动在太阳低层大气中响应最强的谱线。对这条谱线开展探测，就可以同时获得光球层和色球层的活动信息，大大提高了我们对太阳爆发物理机制的认知。
　　以前对于H谱线的探测只能在地球上进行，受到大气干扰，探测数据经常不连续不稳定。赵坚介绍，羲和号的主要科学载荷为太阳H成像光谱仪，通过光谱扫描成像，分辨率达到了0。0024纳米，比地面滤光器的分辨率提高了约10倍，达到了国际先进水平。每张光谱扫描图像实际上都包含了300多张照片，分别对应了光球层和色球层不同高度处的太阳图像，因此相当于给太阳低层大气做CT扫描。而每一张CT图上，又反映了日面上近1600万个点的信息。
　　除了太阳H谱线，羲和号还同时获得了SiI谱线和FeI谱线。尤其是SiI谱线，以往在地面观测时被地球大气的水分子谱线掩盖，羲和号在空间直接观测到了SiI完整的谱线轮廓，这是国际上的第一次。通过三条谱线的研究，结合羲和号获得的全日面色球和光球的多普勒速度图，可以反演计算出太阳大气的温度、密度、速度，从而帮助我们深入研究太阳的大气结构，了解太阳爆发活动的触发原因和传播过程，更好地开展空间天气预报，保障人类生命安全。
　　专家表示，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H谱线研究，目前已经获得了2项太阳探测国际科学成果，显著提高了我国在太阳物理领域的国际影响力。
　　非接触式磁浮卫星平台让拍照更准、更稳
　　羲和号在新型卫星技术试验方面也实现了多个首次，如国际首次实现了主从协同非接触双超（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；实现了国际首台太阳空间H成像光谱仪在轨应用；实现了国际首台原子鉴频太阳测速导航仪在轨验证等。
　　羲和号卫星系统总指挥、中国航天科技集团八院科技委常委陈建新表示，要在相距太阳1。5亿公里远的地球附近对太阳明察秋毫，就对相机的指向精度和稳定度提出了更高的要求。羲和号卫星在国际首次采用基于动静隔离、主从协同理念的非接触式磁浮卫星平台，就像给相机装上了高精尖的云台，让相机对得准、拍得稳。
　　在太空中，卫星载荷哪怕一次微小振动，都会让成像效果差之毫厘、谬以千里。陈建新介绍，双超卫星平台采用磁浮控制技术，将平台与载荷的物理接触彻底隔绝，确保载荷成像不受平台扰动的影响，将我国卫星平台的姿态控制水平提升了1至2个数量级，达到了国际先进水平。
　　此外，羲和号还在轨验证了舱间无线能源传输、激光通信、无线通信等多项卫星平台新技术。
　　赵坚表示，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’高性能技术卫星平台在轨试验，是世界上首次将磁浮技术在航天器上进行工程应用，大幅提升了我国空间观测技术水平。
　　据介绍，未来双超平台技术将在高分辨率遥感、太阳立体探测、系外行星发现等新一代航天任务中得到推广应用，推动我国空间技术的跨越式发展。
　　观测到近百个太阳爆发活动，数据向全球开放共享
　　目前，羲和号每天都在按照既定计划开展科学观测，已经观测到了近百个太阳爆发活动，相关研究工作正在开展。
　　赵坚介绍，我国在太阳观测领域发表论文数量已居世界第二位，但之前使用的数据均来自国外卫星数据。羲和号发射成功后，国家航天局牵头成立了卫星数据科学委员会，制定了数据政策，供国内外科学家研究、使用、共享卫星探测数据，力争产生更多的原创性科学成果，为人类科学事业做出中国贡献。目前，羲和号的科学数据已向全球开放共享。
　　太阳爆发产生大量带电高能粒子，对地球电磁环境造成严重破坏，其中尤以耀斑和日冕物质抛射对地球电磁环境影响最为显著。这些太阳活动干扰通信和导航、威胁航天员的健康，甚至毁坏航天器，对太阳活动的观测和研究不仅具有重要的科学意义，更具有巨大的应用价值。赵坚表示，太阳活动周期约11年，当前正处于第二十五个太阳活动周期，全世界又进入太阳研究新的高峰期。我国作为航天大国，及时开展太阳探测活动十分必要。
　　自上世纪60年代以来，全世界已发射了70多颗太阳观测卫星，聚焦于太阳黑子、耀斑和日冕物质抛射的观测研究。未来5年，国外至少将发射5颗太阳探测卫星。
　　据介绍，今年我国还将发射先进天基太阳天文台卫星，以一磁两暴为科学目标，对太阳耀斑、日冕物质抛射和全日面矢量磁场开展观测，为预报严重影响人类正常生活的空间灾害性天气提供支持。
　　此外，我国正在论证后续太阳探测发展计划，科学家们希望按照在黄道面内多视角探测、大倾角太阳极区探测和太阳抵近观测三步走实施，由易到难，逐步深入，进一步了解太阳的构造，确定太阳活动的三维结构，掌握机理和活动规律，为人类科学事业的发展贡献中国力量。（记者冯华）