羲和，继续向太阳要答案

2月17日，国家航天局对地观测与数据中心在北京组织召开了“羲和号”卫星在轨试验总结评审会。

会议听取了中国航天科技集团有限公司八院作的“羲和号”卫星在轨试验总结报告以及南京大学作的科学数据及研究成果报告。

经研讨，与会专家认为，“羲和号”卫星完成了全部在轨试验项目，实现了双超平台试验和科学载荷试验的工程目标，获取的数据有力支撑了太阳Hα光谱科学研究，完成了搭载载荷原子鉴频太阳导航仪在轨验证，卫星工程各项技术指标均满足工程研制建设总要求。

—— 深度了解 ——

羲和，继续向太阳要答案

“羲和号”在517公里高的太空，24小时不间断地默默凝视着太阳，想要向这颗被称为地球生命之源的星球寻求更多的答案，它将接收和生成的原始数据传回地面，为人类太阳物理科学研究提供高质量的观测数据。

每天报平安

家里的航天人“非常满意”

2021年10月14日，太阳Hα光谱探测与双超平台科学技术试验卫星从中国太原升入太空，成为中国首颗探日卫星，伴随着逐日的美好愿想，我们称之为“羲和号”。

“羲和号”的具体任务是实现太阳探测的科学目标以及新型卫星平台功能性能在轨验证的工程目标。

活动剧烈期的太阳会辐射出大量紫外线、x射线、粒子流和强射电波，引发地球上极光、磁暴和电离层扰动等现象，人们想要通过发射“探日卫星”来尽可能降低太阳活动对地球日常生活的影响。

这一年多以来，“羲和号”执行经理兼副总设计师陈昌亚每天都会收到一条“羲和号”在轨运行状态的信息，就像是出了远门的孩子每天给家里报一声平安，对于“羲和号”的表现，他的评价为“非常满意”。

“羲和号”实现了国际首次在轨实现太阳Hα波段光谱扫描成像、国际首次在轨获取太阳Hα谱线、SiⅠ谱线和FeⅠ谱线的精细结构。

▲2022年10月2日，“羲和号”对太阳活动区的多层次观测

Hα谱线是研究太阳活动在光球和色球响应时最好的谱线之一，可以同时获得光球层和色球层的活动信息，以此帮助人类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。

承载着厚望的“羲和号”在飞行近500天后，实现了最初为它设定的三项科学目标：观测太阳耀斑和日冕物质抛射的光球及色球表现、观测太阳暗条形成和演化过程的色球表现以及获取全日面Hα波段多普勒速度分布。

这些目标的实现填补了太阳爆发源区高质量观测数据的空白，为建立太阳爆发能量从光球至日冕的完整动力学模型提供有力支撑，也为重大空间天气事件的有效预报奠定理论基础。

太阳“摄影师”

开磁悬浮技术应用先河

作为中国首位太阳专属“摄影师”，“羲和号”为什么能在复杂的空间环境中拍得“又稳又准”？

近年来，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，亟需一个具有超高指向精度、超高稳定度指标的卫星平台。

“羲和号”和它的观测目标太阳相距1.5亿公里，为了让观测数据更加严谨，2012年，中国航天科技集团八院首次提出了“双超”卫星平台的概念，即不再按照传统思维让卫星平台与载荷固连，而是通过“动静隔离、磁浮控制、主从协同”的设计理念研发出一套非接触式磁浮卫星平台，以此增加“相机”的稳定性和拍摄的准确性。

这也明确了“羲和号”的工程目标，即在轨验证新型卫星平台超高指向精度、超高稳定度性能值，在轨验证高精度、大带宽磁浮作动器、舱间无线能源传输、舱间高速激光数据传输、电磁式舱间重复连接释放装置以及双超三环路磁浮控制算法等双超平台核心技术。

八院用10年的论证、攻关和地面验证工作来实现这一设想。

2014年，八院完成了双超平台技术的地面原理验证，同时启动了相关产品工程化转化关键技术攻关。4年后，所有工程关键技术均得已突破。2019年6月，太阳Hα光谱探测与双超平台科学技术试验卫星工程正式获国家航天局批复立项，工程研制正式启动。

2022年11月7日，“羲和号”按计划完成了舱间电缆脱落，真正意义上实现了两舱的“物理隔离”。在近3个月的时间内，在轨完成了了60余次双超试验，控制指标达到并超过了原定指标要求，创造了世界上首次将磁悬浮技术在航天器上进行工程应用。

如今，“羲和号”载荷舱稳态指向精度达到1 x 10 ⁻⁴度，姿态稳定度达到了3 x 10 ⁻ ⁵度/秒，较传统平台提升了1至2个数量级。机动姿态稳定度达到了3 x 10 ⁻ ⁵度/秒，较传统平台提升了2个数量级以上，达到国际先进水平，真正做到了拍照“更稳、更准”。

▲2023年2月6日，“羲和号”观测的超级暗条

双超平台采用磁悬浮技术，控制精度非常高，控制力精度达到10⁻⁵ N，大约相当于一根头发丝的重量，为了在地面进行有效验证，避免外界车流等环境对试验结果的影响，研发人员只能在深夜至凌晨开展试验。

在国家航天局、中国科学院、中国航天科技集团、南京大学几家单位协作下，“羲和号”高质量完成了研制发射和在轨测试及试验任务，实现科学目标和工程目的。

一天产生760GB数据

向全球免费开放

想要叩问宇宙奥秘，人类的力量需要联合起来。

为了揭秘面纱，全球已经成功发射过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。“羲和号”也已经加入到Solar Orbiter、IRIS等国际卫星的联合探测体系。

在“羲和号”升空近一年时，“我国太阳探测卫星科学数据全球共享”词条登上微博热搜。2022年8月30日，在“羲和号”成果发布会上，国家航天局宣布，“羲和号”的科学数据向全球开放共享。

经过科学标定后，“羲和号”每天产生可供直接研究的未压缩1级科学数据约760GB。现在，南京大学太阳科学数据中心网站不断更新着这些数据，数据已经被美国、法国、德国、日本、比利时、捷克、俄罗斯多个国家下载使用。

“‘羲和号’数据免费开放，将促进全球太阳物理科学家一起研究。从国际空间科学数据分享受益国到成为数据分享国，正是我国从航天大国向航天强国迈进的表现。”“羲和号”副主任设计师黄帆介绍。

“羲和号”目前既定的技术试验和科学探测工作已经完成，但后续仍将继续利用在轨时间，持续积累科学数据，开展太阳物理科学研究与应用。

同时，科学家也将根据技术需要，对双超控制的算法进一步优化，尝试开展拓展技术试验，在不同工况下开展高精度控制试验，将平台的功能发挥到最大。

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。

“双星探日”已经成为我国探日工程的一大亮点。陈昌亚介绍，“羲和号”是通过对Hα光谱数据的分析，从光球层到色球层，获取太阳低层大气的信息，而“夸父一号”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，两颗星功能互补，携手探日，太阳监测水平将更进一步。

▲“羲和号”国际首次同时获得高精度光球和色球多普勒速度场

从地球轨道向日地拉格朗日点，再向太阳极区、抵近太阳处迸发，我国正逐步开展对太阳的全方位、综合性观察。八院也将继续推进以L5太阳立体探测为代表的后续羲和系列任务的深化论证和工程落地。

追逐太阳寻求未知的答案，人类总是极力用匆匆一瞬的生命，在无垠宇宙中留下更多印迹。

图片来源：中国高分观测微信公众号

文/本报记者 顾航瑜

编辑/王小月

审核/杨成

监制/索阿娣