10月9日7時43分,我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心使用長征二號丁型運載火箭,成功將先進天基太陽天文臺衛(wèi)星“夸父一號”發(fā)射升空,衛(wèi)星順利進入預定軌道,發(fā)射任務取得圓滿成功。“夸父一號”搭載了全日面矢量磁像儀、萊曼阿爾法太陽望遠鏡和太陽硬X射線成像儀3臺有效載荷,將開展太陽耀斑爆發(fā)和日冕物質(zhì)拋射與太陽磁場之間的因果關(guān)系等研究。在本次任務中,西安光機所是唯一一家同時參與上述3臺有效載荷研制的單位,其中在全日面矢量磁像儀子項目上還擔任該載荷的工程總體單位。
西安光機所科研團隊負責人介紹,全日面矢量磁像儀是我國首臺空間太陽磁場測量設備,可實現(xiàn)全日面光球矢量磁場的持續(xù)觀測。該設備創(chuàng)新采用了單色成像、磁場成像及光學定標多重工作模式,最終實現(xiàn)優(yōu)于5高斯的磁場探測精度,與國際同類載荷相比,具有更高的磁場測量靈敏度和時間分辨率??蒲袌F隊突破了雙層楔形防輻射窗設計、閉環(huán)控制穩(wěn)像機構(gòu)、極窄帶寬濾光機構(gòu)、定標及調(diào)焦機構(gòu)設計、內(nèi)部恒溫等關(guān)鍵技術(shù),成功解決了對日觀測過程中目標溫度極高、空間輻射劇烈、衛(wèi)星平臺抖動、內(nèi)外溫差巨大等技術(shù)難題。
團隊研制的太陽硬X射線成像儀上的準直器與指向鏡,攜帶了91組光柵對,成功突破了光柵層疊膠接、前后光柵遠近距離對準、準直器穩(wěn)定性關(guān)鍵技術(shù),具備了光子透過率調(diào)制功能。除此之外,該載荷的太陽指向與形變監(jiān)測光學測量系統(tǒng)具備在軌高精度形變測量及太陽指向功能。
萊曼阿爾法太陽望遠鏡分系統(tǒng)中WST、SDI兩個關(guān)鍵焦面組件,首次采用大面陣CMOS探測器,能夠全天候監(jiān)測太陽,并對太陽耀斑和日冕物質(zhì)拋射等進行觀測,對研究太陽耀斑和日冕物質(zhì)拋射的形成和演化,特別是日冕物質(zhì)拋射的早期形成和演化起著關(guān)鍵作用。
西安光機所還成功研制了基于國產(chǎn)CPU的自主控制系統(tǒng),實現(xiàn)了相關(guān)任務電控系統(tǒng)核心技術(shù)自主可控。
2017年項目正式立項以來,西安光機所科研團隊接連攻克了系統(tǒng)設計、光機電加工、總裝集成方面的多項技術(shù)難題。“以往我們研制的深空探測成像設備最小的不足500克,此次系統(tǒng)功能復雜,經(jīng)過輕量化設計后重量仍然在100千克以上,集成難度可想而知。”科研團隊負責人介紹,“以往是為月球及其他行星‘拍照’,此次是對太陽‘拍照’并獲得太陽磁場、耀斑及日冕物質(zhì)拋射的科學數(shù)據(jù);以往是間斷式工作,此次是不停機連續(xù)工作四年,而且此次光學載荷運行在約720公里的太陽同步晨昏軌道,工作環(huán)境更為極端、更為復雜。5年來,我們團隊埋頭苦干,勇于創(chuàng)新,最終圓滿完成了研制任務。”
據(jù)了解,“夸父一號”以“一磁兩暴”為科學目標,將利用太陽活動第25周峰年的契機,對太陽上兩類最劇烈的爆發(fā)現(xiàn)象——太陽耀斑和日冕物質(zhì)拋射以及全日面矢量磁場開展同時觀測,研究“一磁”(太陽磁場)和“兩暴”(耀斑和日冕物質(zhì)拋射)的形成、相互作用及彼此關(guān)聯(lián),為影響人類航天、導航等高科技活動的空間災害性天氣預報提供支持。(記者 霍強)
編輯: 陳戍
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