“探日时代”来了！我国首颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”成功发射
▲太阳探测科学技术试验卫星。摄影：雷春鸣
今天18时51分，长征二号丁·上海世界技能大赛号运载火箭在太原卫星发射中心点火升空，成功将11颗卫星送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。
“群星”之中最亮眼的一颗，当属“羲和号”，这是我国首颗太阳探测科学技术试验卫星，由中国航天科技集团八院抓总研制。
卫星总指挥陈建新介绍，该卫星将实现国际首次全日面Hα波段光谱成像观测，并首次在轨应用磁浮控制，实现卫星超高指向精度、超高稳定度。此次成功发射，标志着我国正式进入“探日时代”。
揭示太阳爆发的奥秘
▲太阳探测科学技术试验卫星。摄影：雷春鸣
古往今来，人类对头顶上的太空充满好奇与想象。有一颗时时刻刻都在发光发热的巨大恒星，其所产生的爆发现象不但带来了视觉上的震撼，也激发了无穷无尽的科学探索。这便是太阳。
“羲和号”将迈出里程碑式的一步。它全称为太阳Hα光谱探测与双超平台科学技术试验卫星，将运行于高度为517公里的太阳同步轨道，主要科学载荷为太阳空间望远镜。
▲太阳探测科学技术试验卫星模拟高清图。来源：中国航天科技集团八院
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。
卫星总设计师程卫强告诉记者，卫星在轨运行期间，可一次实现三大科学目标：观测太阳耀斑和日冕物质抛射的光球及色球表现，揭示太阳爆发的源区动态特性和触发机制；观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；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，显著提高我国在太阳物理领域的国际影响力。
▲太阳探测科学技术试验卫星模拟高清图。来源：中国航天科技集团八院
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。
本次任务还成功搭载了亚太空间合作组织（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。
▲太阳探测科学技术试验卫星模拟高清图。来源：中国航天科技集团八院
近年来，中国航天事业一直受到关注，航天器的名字也经常吸人眼球，“羲和号”的得名也充满着全国人民最深情的祝福。据了解，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征名活动，在万余份命名方案中经征集、遴选和专家推介，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。
实现落区范围缩小80%以上
▲摄影：孙公明
执行本次任务的长征二号丁运载火箭是一枚“金牌火箭”，全箭可靠性指标达到0.97以上，在世界运载火箭家族中都是佼佼者，由中国航天科技集团八院抓总研制。此次发射，更为它增添了一道独特的“上海印记”——为上海世界技能大赛冠名，凸显了科技力量与技能力量的强强联合。
值得一提的是，此次长征二号丁还验证了自己的一项“新技能”——第一级火箭残骸实现落区精准控制，达到了使落区范围缩小80%以上的目标。而背后支撑的就是栅格舵。
简单来说，栅格舵是一种火箭飞行姿态控制装置。通过风作用在舵面上所产生的不同大小、不同方向的推力，导引一子级朝落区目标点机动飞行。其中，栅格舵的舵面大小、栅格数量和厚度等因素都将影响其气动特性，这就需要设计师精心设计、选材和试验，确保火箭残骸能够准确落在设定区域。
▲摄影：孙公明
805所研制的栅格舵落区控制系统主要由“耐热、轻质、坚固”可折展精准转动的栅格舵结构系统，以及低成本、高集成度一体化电气系统构成。舵面能承受上千度高温和数吨载荷，重量却仅为同类产品的1/3，成本仅为1/5，为火箭插上“灵巧挥动”的翅膀。
栅格舵电气系统是栅格舵控制的“大脑”，它通过发送指令指挥舵面偏转，导引一子级箭体向目标点飞行。设计团队从研发之初就选用综合电子技术，摒弃传统繁杂的电气系统设计思路，使得测量、导航控制、遥测等功能整合到一个不到20厘米的小盒子中，大大简化了系统规模。还大胆选用商业元器件，通过冗余设计、时序设计和前期的核心单机搭载飞行试验，确保了栅格舵电气系统不仅功能全、重量轻、价格便宜，而且可靠性高。
作者：史博臻
编辑：张懿
责任编辑：戎兵
