中国独创太空测速技术，精度2米/秒，1次探日创5个全球第一

中国的探日卫星“羲和号”终于出成果了，而且不出则已，一出惊人，连创了5个全球第一，取得了丰硕的观测数据，而且中国已经无私地宣布，这些数据将全球共享，供各国科学家们研究，让人类获得更多的宇宙空间知识。

羲和号的5个全球第一究竟是什么，到底有多牛呢？

羲和号是专门观察太阳的卫星，去年10月14日发射升空，来到了一条极为特殊的轨道——太阳同步轨道。这条轨道有多特殊呢？我们地球是东西向自转，绝大多数卫星也是在东西向，或是呈一定角度的轨道上运行；而太阳同步轨道，是与赤道近乎垂直的倾角约98度的轨道，需要穿过南北极，卫星在这里不会被地球阴影遮挡，能一天24小时不间断地观察太阳。

世界各国很少向太阳同步轨道发射卫星，毕竟在地球上就能看到太阳，费那么大劲花那么多钱发射卫星到太空干嘛。但地球上一天只有12个小时左右能看到太阳，而且还要受天气和大气层的影响，要想精细化地研究太阳，揭开太阳的奥秘，就必须到不受任何影响的太空去观察，这就是羲和号之所以要上太空，而且要发射到太阳同步轨道的原因。

而要观察太阳，揭示太阳炙热明亮光球下的秘密，拿着一般的相机拍显然没什么意义，这就要说到羲和号最重要的科学仪器了——太阳Hα成像光谱仪，或者可以叫太阳空间望远镜，它可以把太阳的其它光线滤掉，只在H-α发射谱线上观测。

H-α是氢的一条可见红色发射谱线，空气中波长为656.28纳米，真空中为656.46纳米，是氢被电离时电子从n3能阶转移到n2能阶时发射出来的，通过观测H-α谱线，就能发现太阳大气中各种特征，包括日珥和色球层。另外，由于氢是星云的主要成分，H-α很容易自吸收而饱和，通过观察H-α也能确定宇宙中星云的形状和范围。

此前国际上还没有太空H-α太阳成像，因此羲和号的太阳空间Hα成像光谱仪是世界上第一个在轨运行应用，第一次获得太阳Hα波段光谱扫描成像，第一次在轨获取太阳Hα谱线、SiΙ谱线和FeΙ谱线的精细结构等，3个全球第一。

更牛的是，Hα成像光谱仪的分辨率达到了惊人的0.0024纳米，并且是对太阳表面光球层和色球层的不同高度进行扫描，这就相当于是对太阳进行高分辨率的三维CT扫描，每一张图像上都有近1600万个点的信息，可以说是对太阳进行精细入微的全方位解剖。通过这些精细结构，可以反演出高精度的全日面色球和光球多普勒速度场，详细记录太阳大气中的活动供科学家们研究。

而为了让羲和号能完成这些牛逼的工作，研究人员还研发了一个全球首创的技术，在国际上第一次实现了超高指向精度、超高稳定度卫星平台技术的在轨性能验证及工程应用。简单来说，这项技术就是动静分离，利用大带宽、超高精度的磁悬浮作动器，把卫星的平台舱和高精度测量部件所在的载荷舱进行物理隔离，连供电都采用了无线模式，最大限度地避免平台舱微振动对“相机”的骚扰，让相机达到了指向精度10-4°、稳定度10-5°/s量级的“双超”指标，估计应该算是国内最牛的“云台”了吧。

第五个世界第一，是国际上首次采用在轨原子鉴频原理，通过羲和号搭载的原子鉴频太阳测速导航仪，实时测定太阳光的频率变化来获取卫星相对太阳的视向速度。这是因为卫星在太空高速移动，太阳光到达卫星会产生频移，频移大小和卫星相对太阳的视向速度成正比，测出太阳光的频率变化，就能算出卫星相对太阳的视向速度。

这就像一辆汽车鸣着喇叭向你冲来，你听到喇叭声越来越高，经过你后又越来越低，你的耳朵也就只能这样了，但通过仪器，却可以测量声音的频率变化，来精确算出汽车的速度——想起什么没有？没有想起？你超速的时候就会想起了，雷达测速也是这个原理，只是用的是雷达波。羲和号的导航仪测量的则是光的频率变化，测速精度超过了2米/秒，这为未来的太空导航提供了一种新的测量技术手段。

目前羲和号已累计传回了50Tbit的原始数据，生成了约300Tbit的科学数据，相信不久后就能看到这方面的研究，揭开太阳光球下一个又一个的奥秘。只有越来越多地了解太阳脾性，我们才能在这个星球上活得安心，毕竟这么大个火球老放在身边，可不是什么好玩的事儿。