■科技創新 教育力量·高校科技創新成果巡禮

自2021年發射升空，我國首顆太陽探測科學技術試驗衛星“羲和號”取得一系列原創性科學成果，至今仍在軌穩定運行，為人類進一步探索太陽奧秘奠定基礎。

太陽，離人類最近的恒星，燃燒澎湃在1.5億公里外，直接或間接賜予人類能源、食物等生存“剛需”，也吸引著人類不斷探索光與火背后的奧秘。

6月13日，國際學術期刊《自然·天文學》刊發了中國團隊率全球之先為太陽“畫像”相關論文。“利用‘羲和號’采集到的多譜線、全日面、高精度觀測數據，我們對太陽大氣層自轉規律有了較為精確的認識，精確繪制出國際首個太陽大氣自轉的三維圖像。”論文第一作者、南京大學天文與空間科學學院博士生饒世豪介紹。通過分析我國首顆探日衛星“羲和號”的觀測數據，南京大學與中國科學院云南天文臺、中國航天科技集團有限公司第八研究院的科研人員在人類“逐日”之路上又跨出重要一步。

這是這支“逐日”團隊取得的最新成果。在中國科學院院士、南京大學天文與空間科學學院教授方成的帶領下，一批青年教師和學生全面參與“羲和號”工程從論證、立項，到研制、發射和試驗的全過程。作為“羲和號”科學與應用系統的建設單位，南京大學也磨煉出一支兼具理論分析和工程實踐能力的優秀隊伍，他們熱切地關注、探索太陽，為打造空間探測領域的國家戰略科技力量持續貢獻力量。

太陽每時每刻都在發生氫、氦核聚變，或大或小的爆發都會引發巨大的能量釋放，由此引發的高能粒子、電磁暴等一旦襲向地球，小則影響信鴿方向和導航，大則危及航天員安全、損毀衛星。“中國的太空事業已經從資源衛星、氣象衛星，走向載人航天，對太陽進行監測和預報勢在必行。”作為科學總顧問，方成提出并全程參與了“羲和號”衛星的研制。在他看來，作為航空航天大國，中國必將加強對太陽的觀測研究，“羲和號”就是中國探日從地面跨入太空最堅實的一級臺階。

2021年10月14日，距離工程立項僅過去兩年多，長征二號運載火箭搭載“羲和號”從太原衛星發射中心遠赴太空，方成和團隊守在發射現場，見證了我國“逐日”的腳步從地面跨入太空，太陽空間觀測自此有了“中國視角”。

“羲和號”發射之前，世界各國發射的太陽探測衛星大多在紫外線、伽馬射線、X射線等波段探測太陽活動。而“羲和號”的全名是“太陽Hα（氫阿爾法）光譜探測與雙超平臺科學技術試驗衛星”，在國際上首次實現太陽Hα譜線的空間探測，這種譜線能夠反映太陽光球層和色球層的信息，細分后可獲得光球層和色球層不同高度處的太陽圖像，相當于給太陽大氣做CT掃描。

“將‘羲和號’觀測結果與其他太陽探測設備獲得的數據結合分析，多波段多角度了解太陽爆發的物理過程，對太陽有更全面的了解，有利于我們開展空間天氣預報和預警。”方成說。

發射以來，“羲和號”持續在軌穩定運行，基于其觀測產出數據的科研成果持續涌現——南京大學太陽物理團隊借助“羲和號”再現太陽暗條爆發三維動力學過程；北京大學、南京大學、云南大學、中國科學院云南天文臺科學家團隊合作利用“羲和號”衛星的Hα光譜成像和美國太陽動力學天文臺數據，揭示太陽大氣中一種特殊磁場位型的形成過程及其內部能量變化情況，為太陽噴流過程中的能量儲存和釋放機制提供重要線索……此外，“羲和號”每天的觀測數據經過軟件自動處理和人工校對后毫無保留向全球開放，目前已經累計發布超過500T觀測數據。

“羲和號”的穩定運行，讓我國“逐日”的步伐日益穩健。在方成和科研團隊的構想中，這只是太陽探測的“開胃菜”和“新起點”。

這樣的激情和決心，驅動相關科研更上層樓，當前，“羲和二號”已開展詳細方案論證。方成和團隊希望這顆新的探日衛星停留在距離地球約1.5億公里的日地第五拉格朗日點（L5點）展開觀測。在這里，衛星將觀測太陽的“側臉”，旁觀日地互動全過程。目前，這里還沒有人類飛行器長期駐留，也無在此觀測太陽的先例。

作為人類當前唯一可以近距離探測的恒星，研究太陽的經驗對人類探索浩瀚深空非常重要，“未來，我們需要建立立體觀日體系，越來越抵近太陽。”方成說。

《中國教育報》2024年06月21日第1版