“羲和号”全称为太阳Hα光谱探测与双超平台科学技术试验卫星。其运行于高度为517公里的太阳同步轨道,主要科学载荷为太阳空间望远镜。Hα是研究太阳活动在光球和色球响应时最好的谱线之一,通过对该谱线的数据分析,可获得太阳爆发时的大气温度、速度等物理量的变化,有助于研究太阳爆发的动力学过程和物理机制。卫星在轨运行期间,将观测太阳耀斑和日冕物质抛射的光球及色球表现,探究太阳爆发的源区动态特性和触发机制,同时探测太阳暗条形成和演化过程的色球表现,揭示其与太阳爆发的内在联系,还将获取全日面Hα波段多普勒速度分布,研究太阳低层大气动力学过程,为解决“太阳爆发由里及表能量传输全过程物理模型”等科学问题提供重要支撑。
该卫星采用了超高指向精度、超高稳定度的“双超”卫星平台设计。平台将在轨应用磁浮技术,采用“动静隔离非接触”总体设计新方法,将平台舱与载荷舱物理隔离,阻断平台舱微振动对载荷工作的影响,大幅提高载荷姿态指向精度和姿态稳定度。未来,双超平台技术还将在高分辨率对地详查、大比例尺立体测绘、太阳立体探测、系外行星发现等新一代航天任务中开展广泛应用,助推我国空间科学和空间技术跨越式发展。
“羲和号”卫星重量508公斤,设计寿命3年,运行于517公里高度、倾角98度的太阳同步轨道,该轨道将经过地球的南北极,能够24小时连续对太阳进行观测。
“羲和号”卫星平台采用“动静隔离非接触”总体设计新方法,将平台舱与载荷舱物理隔离,阻断平台舱微振动对载荷工作的影响。与传统卫星平台相比,“羲和号”卫星平台的指向精度、姿态稳定度均提高了2个数量级。
2021年10月14日18时51分,我国在太原卫星发射中心采用长征二号丁运载火箭,成功发射了首颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”。
本次任务还成功搭载了10颗小卫星,分别为亚太空间合作组织(APSCO)的2颗政府间合作微小卫星:大学生小卫星-1、大学生小卫星-2A,主要开展盘绕式伸展臂展开、星基广播式监视及星间通信等技术验证。亚太空间合作组织是我国发起成立的第一个高技术领域国际组织,此次任务是该组织成立以来首次发射卫星。此外,本次发射还搭载了8颗商业微小卫星。
为进一步鼓励公众特别是青少年关注航天,传播航天精神,激发探索热情,在国家航天局指导下,国家航天局新闻宣传办公室、中国航天科技集团八院、南京大学联合组织发起了首颗太阳探测科学技术试验卫星征名活动,收到万余份命名方案,经过征集、遴选和专家推介三个环节,最终定名“羲和号”。羲和为中国上古神话中的太阳女神与制定时历的女神,并以太阳母亲的形象为人们所认知。此名取义“效法羲和驭天马,志在长空牧群星”,象征中国对太阳探索的缘起与拓展。
“羲和”太阳探测计划紧紧围绕太阳探测热点问题,提出中国特色太阳探测模式,如将实现国际首次太阳Hα波段光谱成像的空间探测;首次提出天文光谱测速导航新方法和新技术等。
该星将实现国际首次太阳Hα波段光谱成像的空间探测,填补太阳爆发源区高质量观测数据的空白,提高我国在太阳物理领域研究能力,对我国空间科学探测及卫星技术发展具有重要意义。
“羲和号”高性能技术卫星平台在轨试验成功后,是世界上首次将磁悬浮技术在航天器上进行工程应用,将大幅提升我国空间观测技术水平。未来,“双超”平台技术还将在高分辨率对地详查、大比例尺立体测绘、太阳立体探测、系外行星发现等新一代航天任务中推广应用,推动我国空间科学领域、航天技术领域跨越式发展。
实现了我国太阳探测零的突破,标志着我国太空探测正式步入“探日”时代。
517公里高空的晨昏太阳同步轨道上,510公斤的“羲和号”打量着太阳。通过超高指向精度和超高稳定度的双超平台,装载Hα成像光谱仪的“羲和号”可以较好地通过两种方式观测太阳:白光连续谱成像和光谱扫描成像。
在白光连续谱成像模式下,可以获得全日面像,如按下手机快门拍照一样简单。
在光谱扫描成像模式下,“羲和号”搭载的Hα成像光谱仪通过对太阳全日面扫描,历时约46秒,可以获得4600多条光谱,每条光谱都可以被复原成一张日面像。
2022年1月28日,国际首次。“羲和号”探日卫星在轨获得了太阳H-α谱线。