登录  免费注册

安阳高新区国家级示范生产力促进中心

Anyang High-tech Zone National Demonstration Productivity Promotion Center

首页 平台简介 科技成果转移转化 专利监控管理系统(RIMS) 五大产业数据库 科技创新主体展示 技术合同登记展示 生产性服务业窗口

新闻资讯

“羲和号”带你探索太阳的奥秘

发布时间:2022-10-10 浏览量:336

“效法羲和驭天马,志在长空牧群星。”羲和作为我国上古神话中太阳女神与制定时历的女神,象征我国对太阳探索的缘起与拓展。近日,国家航天局在北京发布了我国首颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”探日成果。据悉,此次发布的“羲和号”探日成果以太阳科学探测和新型卫星平台技术为主,创下5个国际首次,有助于后续开展空间探测任务,提升我国在空间科学领域国际影响力。

  光谱成像 给太阳做“CT”

  去年10月14日,我国在太原卫星发射中心采用长征二号丁运载火箭,成功发射了“羲和号”。自那天起,我国正式步入“探日时代”,将逐渐揭开太阳的神秘面纱。截至今年9月14日,“羲和号”已在高度为517公里,与太阳同步轨道上正常运行了11个多月。

  那么,“羲和号”究竟探测到了什么?这背后又有哪些创新技术呢?中国航天科技集团八院(下称航天八院)“羲和号”卫星执行经理兼副总设计师陈昌亚博士告诉中国知识产权报,“羲和号”主要科学载荷为太阳Hα成像光谱仪,已成功实现国际首次在轨空间太阳Hα波段光谱扫描成像,国际首次在轨获取太阳Hα谱线、中性硅原子(Sil)谱线和中性铁原子(Fel)谱线的精细结构。

  对于Hα谱线、Sil谱线,人们过去只能在地球上进行探测,容易受到大气干扰,探测数据经常不连续且不稳定。得益于“羲和号”三条谱线结构,同时结合“羲和号”获得的全日面色球和光球的多普勒速度图,科学家可以更加精细地计算出太阳大气的温度、密度、速度,从而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,保障通讯乃至人类生命安全。

  “羲和号”实现明察秋毫的背后,离不开研发团队的专利支持。从材料选择到各系统设计,再到最后的在轨验证,航天八院与中国科学院长春光学精密机械与物理研究所、南京大学等单位,在产、学、研、用上实现通力合作,相关专利产出层出不穷。

  通过光谱扫描成像,“羲和号”能够给太阳低层大气做电子计算机断层扫描(CT)。如今,在相关专利技术的支持下,“羲和号”可在46秒的时间内完成4600余步全日面扫描,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。而每一张“CT图”上,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,有近1600万个点的光谱信息。

  研究数据显示,做一次全日面扫描仅需1分钟,而获得的数据近16G。每次10个小时的观测数据,经过解压有5T左右。如今,在南京大学天文与空间科学学院成立的太阳科学数据中心,太阳双超卫星科学应用团队已经收集了海量的数据,正在进行专项分析研究。而通过处理后的数据,将进一步支持相关单位对太阳进行科学探测。

  磁浮控制 给“相机”装“云台”

  太阳距离地球平均约1.5亿公里,究竟怎样使“羲和号”看得更远、更准呢?在太空中,卫星平台一次微小的振动,都会使得成像效果失之毫厘、谬以千里。对于传统卫星平台微振动“难测、难控”的这块“硬骨头”,团队无论如何也要啃下来。

  “既然云台可以让‘相机’对得准、拍得稳,为什么不在‘羲和号’的“相机”上装上‘云台’呢?”团队成员集思广益,顺着这一思路不断摸索。最终,通过研发并布局“双超卫星平台磁浮PCB地线连接系统”“一种过约束条件下的卫星舱间连接方法”等专利,使这个看似异想天开的想法,逐渐成为了现实。

  回忆起“羲和号”的研发过程,陈昌亚博士感慨万千。在进行磁悬浮试验的过程中,为保证最好的磁浮试验效果,整整一周的时间,团队成员一直坚守在试验现场,白天进行数据整理,凌晨时分进行试验,最终圆满完成了“羲和号”的磁浮试验工作。“羲和号”也得以迅速“上岗”。

  陈昌亚博士介绍,团队采用“动静隔离非接触”“动静隔离、磁浮控制、主从协同”总体设计新方法,研制出了高精度、大带宽、自身无干扰的磁浮作动器及其控制系统。应用磁浮控制技术,可以将平台与载荷的物理接触基本隔绝,还可以通过无线供电和通信措施实现平台与载荷彻底隔绝,确保载荷成像不受平台扰动影响,从而提高卫星的指向精度与姿态稳定性,使其拍照更准、更稳。

  “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”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,每天都在按照既定任务计划开展科学观测,已经观测到了近百个太阳爆发活动,相关研究工作正在稳步开展。

  据介绍,“羲和号”每天会产生约1.2TB的原始数据,在进行分析处理后,相关科学数据已向全球开放共享。陈昌亚博士透露,为进一步研究太阳耀斑、日冕物质抛射和太阳磁场,今年10月,国家航天局还将发射先进天基太阳天文台卫星。“羲和号”卫星将与先进天基太阳天文台卫星相互配合使用,对太阳开展持续观测,为空间灾害性天气预报提供技术支持,进一步推动我国太阳探测、空间技术实现跨越式发展。(刘弘一)

 

(编辑:晏如)

 (文章来源:中国知识产权报/中国知识产权资讯网)

(中国知识产权报独家稿件,未经授权不得转载。)


安阳高新区国家级示范生产力促进中心

浏览量: 1205238人

联系电话:0372-2110568

传真:0372-2110568

地址:河南省安阳市高新区弦歌大道与峨嵋大街交叉口向东100米路南科创大厦

www.ayipx.cn 版权所有 严禁转载!豫ICP备17028958号 公网安备 41050202000126 河南相映红信息技术有限公司 【后台管理】

0372-2110568