記者從中科院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院獲悉，我國“創(chuàng)新X”系列首發(fā)星——空間新技術試驗衛(wèi)星第二批科學與技術成果近日發(fā)布。這批成果主要包括獲得我國首幅太陽過渡區(qū)圖像、探測到迄今最亮的伽馬射線暴、首次獲得全球磁場勘測圖等。
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46.5nm極紫外成像儀獲得我國首幅太陽過渡區(qū)圖像
46.5nm極紫外太陽成像儀是國際首臺基于多層膜窄帶濾光技術的46.5nm太陽成像儀，用于探測50萬度左右的太陽過渡區(qū)，由國家天文臺聯(lián)合北京大學、同濟大學、西安光學精密機械研究所和微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院共同研制。自2022年8月30日載荷開機以來已經(jīng)獲取了超過1.6TB的探測數(shù)據(jù)，成功實現(xiàn)了我國首次太陽過渡區(qū)探測。這也是人類近半個世紀來首次在46.5nm波段拍攝太陽的完整圖像。SUTRI拍攝的圖像清晰地顯示了過渡區(qū)網(wǎng)絡組織、活動區(qū)冕環(huán)系統(tǒng)、日珥和暗條、冕洞等結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)的觀測特征表明，SUTRI拍攝的確實是從太陽低層大氣往日冕過渡的結(jié)構(gòu)，符合預期。SUTRI已探測到多個耀斑、噴流、日珥爆發(fā)和日冕物質(zhì)拋射事件，表明其數(shù)據(jù)適合研究各種類型的太陽活動現(xiàn)象。此外，SUTRI還發(fā)現(xiàn)活動區(qū)普遍存在50萬度左右的、朝向太陽表面的物質(zhì)流動，這些流動在太陽大氣的物質(zhì)循環(huán)過程中占有重要地位。目前SUTRI一切功能正常，在軌測試和標定結(jié)束后，SUTRI觀測的科學數(shù)據(jù)將向國內(nèi)外太陽物理和空間天氣同行全部開放。
△圖1 “創(chuàng)新X”首發(fā)星——空間新技術試驗衛(wèi)星
△圖2 SUTRI在2022年9月29日觀測到的太陽活動圖
△圖3 SUTRI在2022年9月23日觀測到的一次太陽爆發(fā)事件
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高能爆發(fā)探索者捕獲到迄今為止最亮伽馬暴
由中科院高能物理研究所研制的高能爆發(fā)探索者于北京時間2022年10月9日21時17分，與我國慧眼衛(wèi)星和高海拔宇宙線觀測站同時探測到迄今最亮的伽馬射線暴。根據(jù)HEBS的精確測量結(jié)果，該伽馬暴比以往人類觀測到的最亮伽馬射線暴還亮10倍以上。由于該伽馬射線暴的亮度極高，國際上絕大部分探測設備均發(fā)生了嚴重的數(shù)據(jù)飽和丟失、脈沖堆積等儀器效應，難以獲得精確測量結(jié)果。HEBS憑借創(chuàng)新的探測器設計以及新穎的高緯度觀測模式設置，探測器經(jīng)受住了高計數(shù)率的考驗，獲得了高時間分辨率的光變曲線，以及10千電子伏至5兆電子伏的寬能段能譜。HEBS極為寶貴的精確測量結(jié)果對于揭示伽馬射線暴的起源和輻射機制具有重要意義。
國家天文臺和上海技術物理研究所研制的EP探路者龍蝦眼X射線成像儀于10月12日也成功對這一伽馬射線暴開展了觀測，探測到了伽馬射線暴X射線余輝。這也是國際上首次用龍蝦眼型X射線望遠鏡探測到伽馬射線暴。
△圖4 高能爆發(fā)探索者發(fā)現(xiàn)并精確測量迄今最亮的伽馬射線暴，打破多項紀錄。
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國產(chǎn)量子磁力儀首次空間應用并獲得全球磁場圖
由中國科學院國家空間科學中心和沈陽自動化研究所聯(lián)合研制的國產(chǎn)量子磁力儀及伸展臂，可實現(xiàn)全球地磁矢量和標量高精度測量。2022年11月7日，多級套筒式無磁伸展臂順利展開，將各傳感器探頭伸出約4.35米距離，處于伸展臂頂端的CPT原子/量子磁力儀探頭、AMR磁阻磁力儀探頭、NST星敏感器獲取了有效探測數(shù)據(jù)，首次在軌驗證了磁場矢量和姿態(tài)一體化同步探測技術，磁測量噪聲峰峰值<0.1nT，實現(xiàn)了國產(chǎn)量子磁力儀的首次空間驗證與應用。
△圖5 CPT磁測系統(tǒng)“多級套筒式無磁伸展臂”地面展開測試
△圖6 量子磁力儀首張全球磁場勘測圖
△圖7 NST星敏感器相對于衛(wèi)星本體的姿態(tài)數(shù)據(jù)
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空間載荷、平臺新技術成果豐富
由中國科學院長春光學精密機械與物理研究所空間新技術部研制的多功能一體化相機，首次采用基于共口徑多出瞳光學系統(tǒng)新體制，在軌實現(xiàn)集可見光、長波紅外、彩色微光于一體的空間光學遙感觀測。相機于2022年9月24日開機，成功取得首張170km×42km大幅寬地面遙感圖像，探索了單臺相機即可同時實現(xiàn)多譜段多模態(tài)遙感成像的新模式，為我國未來高集成度一體化空間光學遙感載荷發(fā)展提供了技術儲備。
△圖8 多功能一體化相機對地寬幅遙感成像圖
由中國科學院半導體研究所、自動化研究所、微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院及浙江大學航空航天學院空天信息技術研究所聯(lián)合研制的異構(gòu)多核智能處理單元也取得了首批成果。半導體所的低功耗邊緣計算型智能遙感視覺芯片，實現(xiàn)了遙感圖像的高速智能化目標檢測；自動化所的通用智能系統(tǒng)驗證了基于高速交換網(wǎng)絡的異構(gòu)多處理器模塊化、彈性化硬件架構(gòu)；浙江大學的國產(chǎn)AI系統(tǒng)裝載了細胞分割算法和飛機識別算法，數(shù)據(jù)結(jié)果與地面孿生系統(tǒng)數(shù)據(jù)一致，在功耗10瓦條件下算力達到22Tops，驗證了國產(chǎn)AI器件的在軌智能圖像處理能力。
△圖9 邊緣計算型遙感視覺芯片檢測遙感目標示意圖
中科院微小衛(wèi)星創(chuàng)新院的可展收式輻射器成功在軌實現(xiàn)首次應用，輻射器執(zhí)行機構(gòu)已順利完成六十余次展開和收攏動作，連續(xù)五軌動態(tài)試驗結(jié)果表明環(huán)路熱管-可展收式輻射器集成系統(tǒng)在負載工作時段啟動性能良好，輻射器連續(xù)展開-收攏可實現(xiàn)散熱能力在軌大范圍調(diào)控。
△圖10 環(huán)路熱管-可展收式輻射器集成系統(tǒng)連續(xù)五軌智能熱控測試結(jié)果
國家空間科學中心研制的空間元器件輻射效應試驗平臺載荷開機運行良好，搭載的元器件在測試期間均工作正常。
“科學與技術成果的涌現(xiàn)體現(xiàn)了我們對這顆衛(wèi)星‘創(chuàng)新X，創(chuàng)新無極限’的定位，開創(chuàng)了新技術眾籌模式的先河?！薄傲惶枴惫こ谈笨値熂嫘l(wèi)星系統(tǒng)總師張永合說，“這些新載荷、新技術產(chǎn)品都是各參與方自主投入的，不少是從0到1的創(chuàng)新，通過試驗星將創(chuàng)新技術快速集成并飛行驗證，可以加快核心關鍵技術從基礎研究到在軌應用的成果轉(zhuǎn)化?！?/p>
2022年7月27日12時12分，由中國科學院自主研制的迄今我國最大固體運載火箭“力箭一號”在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，采用“一箭六星”的方式，將“創(chuàng)新X”系列首發(fā)星——空間新技術試驗衛(wèi)星等六顆衛(wèi)星送入預定軌道。2022年9月5日，空間新技術試驗衛(wèi)星發(fā)布了首批科學成果，包括龍蝦眼X射線成像儀的國際首幅寬視場X射線聚焦成像天圖，伽馬射線暴載荷的首個伽馬暴等。
作為我國“創(chuàng)新X”系列的首發(fā)星，未來一段時間，空間新技術試驗衛(wèi)星搭載的幾種新型推進系統(tǒng)等載荷也將開展在軌試驗，衛(wèi)星上的四個科學載荷也已進入常規(guī)化觀測，陸續(xù)將會獲得更多科學和技術成果。
