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“效法羲和馭天馬,志在長空牧群星”,我們?nèi)祟惪偸怯泻芏嗟暮闷嫘?,總是保持著探究未知事物的熱情,懷揣著對于深空對于宇宙的美好幻想,我們?nèi)祟愒煸L月球,探索火星,而這一次,我們的征程,是太陽。2021年10月14日,我國在太原衛(wèi)星發(fā)射中心采用長征二號丁運(yùn)載火箭,成功發(fā)射首顆太陽探測科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星“羲和號”。該星將實(shí)現(xiàn)國際首次太陽Hα波段光譜成像的空間探測,填補(bǔ)太陽爆發(fā)源區(qū)高質(zhì)量觀測數(shù)據(jù)的空白,提高我國在太陽物理領(lǐng)域研究能力,標(biāo)志著我國正式步入“探日”時代。考試的過程中也可能會涉及與這次的探日工程相關(guān)的題目。那么接下來,就來了解一些關(guān)于“羲和號”,關(guān)于探日時代的相關(guān)知識。
一、基本內(nèi)容
(一)簡介(它是誰)
“羲和號”的全稱是太陽Hα光譜探測與雙超平臺科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星,運(yùn)行于高度為517公里的太陽同步軌道,主要科學(xué)載荷為太陽空間望遠(yuǎn)鏡。
Hα是研究太陽活動在光球和色球響應(yīng)時最好的譜線之一,通過對該譜線的數(shù)據(jù)分析,可獲得太陽爆發(fā)時的大氣溫度、速度等物理量的變化,有助于研究太陽爆發(fā)的動力學(xué)過程和物理機(jī)制。
(二)工作任務(wù)(它去做什么)
衛(wèi)星在軌運(yùn)行期間,將觀測太陽耀斑和日冕物質(zhì)拋射的光球及色球表現(xiàn),探究太陽爆發(fā)的源區(qū)動態(tài)特性和觸發(fā)機(jī)制,同時探測太陽暗條形成和演化過程的色球表現(xiàn),揭示其與太陽爆發(fā)的內(nèi)在聯(lián)系,還將獲取全日面Hα波段多普勒速度分布,研究太陽低層大氣動力學(xué)過程,為解決“太陽爆發(fā)由里及表能量傳輸全過程物理模型”等科學(xué)問題提供重要支撐。
事實(shí)上,羲和號的任務(wù)就是先替我們?nèi)タ纯刺枴?17公里高空的晨昏太陽同步軌道上,510公斤的“羲和號”打量著太陽。通過超高指向精度和超高穩(wěn)定度的雙超平臺,裝載Hα成像光譜儀的“羲和號”可以較好地通過兩種方式觀測太陽:白光連續(xù)譜成像和光譜掃描成像:
在白光連續(xù)譜成像模式下,可以獲得全日面像,如按下手機(jī)快門拍照一樣簡單。
在光譜掃描成像模式下,“羲和號”搭載的Hα成像光譜儀通過對太陽全日面掃描,歷時約46秒,可以獲得4600多條光譜,每條光譜都可以被復(fù)原成一張日面像。
(三)探測緣由(為什么要去)
太陽目前正處于壯年期(壽命約100億年),是一顆時時刻刻發(fā)生氫、氦核聚變、發(fā)光發(fā)熱的巨大恒星,為我們藍(lán)色地球帶來了光明與能量,是地球萬物生長的源泉。
太陽對地球演化和人類文明發(fā)展的作用是不可或缺的,同時太陽對地球的影響也是無所不在,主要體現(xiàn)在太陽爆發(fā)產(chǎn)生大量帶電高能粒子,對地球電磁環(huán)境造成嚴(yán)重破壞,其中尤以太陽黑子、耀斑和日冕物質(zhì)拋射對地球電磁環(huán)境影響最為顯著。探測和研究太陽活動,提出應(yīng)對措施,可以降低或規(guī)避對地球的不利影響。
太陽活動周期約11年,2021-2022年是人類有記錄以來的第25個太陽活動周期的開始,全世界又進(jìn)入太陽研究新的高峰期。我國作為航天大國,及時開展太陽探測活動,十分必要,不能缺席。
(四)先進(jìn)技術(shù)(它憑什么探日)
國際首創(chuàng)的“雙超”新技術(shù)衛(wèi)星平臺,實(shí)現(xiàn)了載荷在軌指向的超高精度和超高穩(wěn)定度控制,“羲和號”衛(wèi)星平臺采用“動靜隔離非接觸”總體設(shè)計新方法,將平臺艙與載荷艙物理隔離,阻斷平臺艙微振動對載荷工作的影響,與目前同等慣量的衛(wèi)星平臺相比提高了兩個數(shù)量級,業(yè)內(nèi)稱之為“雙超”平臺。
同時,這也是世界上首次將磁懸浮技術(shù)在航天器上進(jìn)行工程應(yīng)用。
二、名稱由來
為進(jìn)一步鼓勵公眾特別是青少年關(guān)注航天,傳播航天精神,激發(fā)探索熱情,在國家航天局指導(dǎo)下,國家航天局新聞宣傳辦公室、中國航天科技集團(tuán)八院、南京大學(xué)聯(lián)合組織發(fā)起了首顆太陽探測科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星征名活動,收到萬余份命名方案,經(jīng)過征集、遴選和專家推介三個環(huán)節(jié),最終定名“羲和號”。羲和為中國上古神話中的太陽女神與制定時歷的女神,并以太陽母親的形象為人們所認(rèn)知。此名取義“效法羲和馭天馬,志在長空牧群星”,象征中國對太陽探索的緣起與拓展。
三、我國具體探日方案
中國目前制定了兩個太陽探測計劃,分別是“羲和”和“夸父”探測計劃。
“羲和”號是發(fā)射太陽Hα光譜探測與超高指向精度、超高穩(wěn)定度衛(wèi)星平臺試驗(yàn)的科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星,實(shí)現(xiàn)我國太陽探測破冰之旅。
“夸父”計劃天基太陽天文臺衛(wèi)星計劃明年發(fā)射,也是運(yùn)行于太陽同步軌道,軌道高度約700公里。
此外,我國正在論證后續(xù)太陽探測發(fā)展計劃。
科學(xué)家們希望按照在黃道面內(nèi)多視角探測、大傾角太陽極區(qū)探測和太陽抵近觀測“三步走”進(jìn)行實(shí)施,由易到難,逐步深入,進(jìn)一步了解太陽的構(gòu)造,確定太陽活動的三維結(jié)構(gòu),掌握機(jī)理和活動規(guī)律,預(yù)報空間天氣,造福人類,趨利避害。
四、發(fā)射意義
1.實(shí)現(xiàn)我國太陽探測零的突破,標(biāo)志著我國正式步入“探日”時代。
2.在軌試驗(yàn)超高指向精度、超高穩(wěn)定度的新型衛(wèi)星平臺技術(shù),推動我國高精度衛(wèi)星平臺技術(shù)革命性、跨越性發(fā)展。
3.開拓我國太陽探測國際合作和交流的新局面,大幅提高我國在太陽物理領(lǐng)域研究的國際地位。
4.“羲和號”高性能技術(shù)衛(wèi)星平臺在軌試驗(yàn)成功后,是世界上首次將磁懸浮技術(shù)在航天器上進(jìn)行工程應(yīng)用,將大幅提升我國空間觀測技術(shù)水平。
5.激發(fā)探索空間科學(xué)的熱情,培養(yǎng)創(chuàng)新高端人才。
【試題演練】
1.(單選)2021年10月14日,我國在太原衛(wèi)星發(fā)射中心采用長征二號丁運(yùn)載火箭,成功發(fā)射首顆太陽探測科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星“( )”,實(shí)現(xiàn)我國太陽探測零的突破。
A.羲和號 B.夸父號 C.金烏號 D.后羿號
【答案】A。政華解析:2021年10月14日18時51分,我國在太原衛(wèi)星發(fā)射中心采用長征二號丁運(yùn)載火箭,成功發(fā)射我國首顆太陽探測科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星“羲和號”。故本題答案為A。
2.(多選)2021年10月14日,我國在太原衛(wèi)星發(fā)射中心采用長征二號丁運(yùn)載火箭,成功發(fā)射首顆太陽探測科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星“羲和號”?!棒撕汀碧柌捎昧藝H首創(chuàng)的( )的“雙超”衛(wèi)星平臺
A.超遠(yuǎn)探測距離
B.超高指向精度
C.超高穩(wěn)定度
D.超長觀測時間
【答案】BC。政華解析:“羲和”號是發(fā)射太陽Hα光譜探測與超高指向精度、超高穩(wěn)定度衛(wèi)星平臺試驗(yàn)的科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星。故本題答案為BC。