给太阳“拍写真”

2021-09-06 21:35 来源: 新华社
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  新华社长春9月6日电 日前,我国气象卫星风云三号E星首批高精度、多波段太阳图像正式发布,不仅展现出太阳不为人知的“另一面”,通过数据我们更能了解太阳,为更精准、更及时预报空间天气提供有力支撑。


  风云三号E星拍摄的太阳极紫外图像。(受访者供图)
  一颗散发着金色光晕的球体缓缓转动,沸腾翻滚的表面变幻莫测,仿佛藏着许多奥秘,这就是令人震撼的太阳“写真”。拍摄“写真”的神器,是“黎明星”风云三号E星搭载的太阳X射线-极紫外成像仪(简称X-EUV成像仪)。该成像仪是由中国科学院长春光学精密机械与物理研究所研制。项目负责人陈波介绍,X-EUV成像仪是我国第一台空间太阳望远镜,也是国际上首台具有X射线和极紫外两个波段的太阳成像仪。


  风云三号E星太阳X-EUV成像仪实物图。(受访者供图)
  气象卫星为何要给太阳“拍写真”呢?陈波说,太阳不仅影响地球的天气,也是空间天气的“始作俑者”。空间天气是指日地空间环境的变化。太阳是距离我们最近的一颗恒星,当它“发脾气”时,比如耀斑爆发或日冕物质抛射,都会影响地球的磁场和电离层,可能导致卫星失控、导航失灵、通信故障,甚至影响电网、石油管道等基础设施。“今年开始太阳逐渐进入活动峰年,国家需要及时准确的空间天气预报,这台仪器上线得非常及时。”陈波说。


  风云三号E星拍摄的太阳X射线图像。(受访者供图)
  当我们观察太阳时,只能看到可见光波段。X-EUV成像仪可以用X射线和极紫外两个波段监测太阳,并能在两个波段间切换,相比可见光波段,能看到太阳更多细节,更早预报太阳活动,提早预报灾害性空间天气事件。此外,成像仪在太空中运行不受日照、天气、大气等条件影响,可以全天候、连续监测太阳活动变化。
  X-EUV成像仪还可以进行在轨辐射定标。“比如太阳耀斑,一般仪器只能测得耀斑的相对亮度,就像地震时只知道地震发生但不知道具体震级。X-EUV成像仪利用自带的辐射定标装置,对X射线和极紫外图像进行定标,从而确定耀斑等级。”陈波说,“可见光波段成像仪器的辐射定标技术比较成熟,但对X射线和极紫外波段成像仪器的在轨辐射定标,我国还是第一次。”
  如何实现在卫星旋转的过程中“镜头”还能对准太阳,稳稳地按“快门”让照片不“虚”,陈波团队着实费了不少周折。“首先需要针对极轨卫星特点,设计成像仪的跟踪、稳像方案,研制具有我国特色的跟踪稳像系统。”陈波说,为了在地面拍摄可见光太阳图像,验证系统功能,团队成员在零下20多摄氏度的冬天进行场外测试,成宿成宿地做实验。


  风云三号E星太阳X-EUV成像仪研制团队部分成员。(受访者供图)
  “我们计划在风云四号卫星上搭载一个类似的成像仪,而且分辨率更高,波段范围更广。”陈波说。
  (来源:新华社)
  【编辑:姚昊】
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