当前位置:

首页 > 硬件相关 > 拆解藏在太阳光芒里的谜题(弘扬科学家精神)

拆解藏在太阳光芒里的谜题(弘扬科学家精神)

本文目录

    羲和号”卫星在太阳同步轨道上每96分钟绕地一圈,每日15次观测太阳。南京大学李川团队历经近20年攻关,创新采用“CT扫描”方式探测Hα光谱,克服技术难题,实现我国空间探日突破。团队刻画了太阳大气自转三维图像,数据被16国使用,彰显了锲而不舍的科学家精神。

    在距离地面517公里的高空,太阳同步轨道上,一颗名为“羲和号”的卫星正承载着人类对那颗炽热恒星的好奇,每96分钟绕地球一圈。一天之内,它要与太阳“赴约”15次。每次见面的30分钟里,它需要调整姿态对准太阳,将那一个个瞬间——光球层黑子的缓慢脉动、色球层耀斑的骤然喷发,以及那些细微得几乎被忽略的光谱波动——全部记录下来。

    这些从太空传回的观测数据,最终汇聚到南京大学太阳科学数据中心。这里,是“羲和号”科学与应用系统的地面“大本营”。从项目论证到卫星在轨追日的这些年里,有一群甘坐冷板凳的科研人,正一点点拆解着藏在太阳光芒里的谜题。南京大学天文与空间科学学院教授、“羲和号”科学与应用系统总设计师李川,在这条追光逐日的道路上,已经走了近20年。

    “听从内心的选择”

    时间回到2014年。正在南京大学任教的李川,被中国科学院院士、自己的博士生导师方成叫去了办公室。方成院士问了一个问题:“想不想做一颗探测太阳的卫星?”李川没有立刻回答。多年后,他回忆起这个瞬间,说那是他人生的转折点。

    1981年,李川出生在山东淄博一个普通家庭。从小对星空充满好奇的他,本科毕业后考入南京大学天文学系(现天文与空间科学学院),硕博连读,之后加入了“太阳课题组”。

    在当时,太阳研究算不上天文学界的热门赛道,但李川始终认定它有着不可替代的价值。在他看来,太阳是离地球最近的一颗恒星,在太阳上发生的爆发活动,也可能在其他遥远的天体上重演。人类对太阳的物理过程了解得越深,对宇宙的认知也就越透彻。

    2008年博士毕业,李川前往欧洲从事博士后研究,方向是太阳爆发与高能粒子。在那里,他深切感受到一个差距:在地面上观测太阳,大气和云层总是难以避免的干扰;而欧美早已发射了多颗太阳卫星和深空探测器,开启了空间探日时代。反观国内,还没有自己的太阳探测卫星,中国学者只能拿着国外卫星的公开数据做一些跟进研究,拿不到一手原始数据。

    导师方成的鼓励,并没有立刻打消李川的顾虑。“用别人的数据发论文,成就感差了一点;但要是转而研究卫星,就得先放下手上正进行的研究,另辟新路。万一失败了,就什么都没有了。”他当时这样想。

    不过,另一个念头在心里越来越清晰:“国家总得有自己的太阳探测卫星。”这一次,他决定听从内心的选择,哪怕失败了也没关系。

    “没成果,但一切都值得”

    研制卫星,第一步是明确科学目标。作为探路者,“羲和号”的核心任务,是对太阳Hα光谱进行探测。Hα光谱是太阳可见光里最重要的谱线之一,它能帮助科学家探测低层大气,了解太阳活动源区的物理过程。

    但Hα光谱波段极窄,常规的拍照成像方式,会让信号淹没在背景光谱里,根本无法分辨。李川打了个比方,“羲和号”的核心创新点,在于采用“CT扫描”的思路,分层扫描太阳的内部结构。南京大学牵头论证的核心载荷“太阳Hα成像光谱仪”,基本原理是让太阳光先穿过9微米宽的狭缝,再通过每毫米刻线1900对的光栅展开光谱,把光谱看得更清晰。

    这套设计,相当于把十几米高的“太阳塔”(塔式太阳望远镜)硬生生塞进70厘米见方的科学载荷里,难度远超想象。课题组先后对接了两家科研院所,都因为技术门槛过高、适配性不足,最终宣告失败。

    直到2018年,课题组与中国科学院长春光学精密机械与物理研究所达成合作,卫星载荷的研制才真正落地。2019年6月,“羲和号”获得国家航天局批复立项,由南京大学、中国航天八院、长春光机所等单位联合攻关。那一天,李川说:“这是值得纪念的日子!5年没论文、没成果,但一切都值得。”

    发射定在2024年底前,时间极其紧张。研发团队直接跳过了初样环节,从原理样机一步跨到正样研制。李川带着团队开启了“魔鬼节奏”:每周至少一次飞到合作单位对接,几乎天天在线开会,连轴转地啃下了所有难题。

    2024年10月14日,“羲和号”发射升空,我国正式步入空间探日时代。站在发射场,李川松了一口气——但真正的考验才刚刚开始。

    随着卫星入轨,初光观测数据传回,李川的心情从兴奋跌到了谷底:空间分辨率没有达到预期。两家工程单位都拍着胸脯保证,产品绝无问题。那么,最大的可能就是发射时的震动,让某个活动件产生了位移。

    光谱仪上共有5个活动件,只能挨个尝试。李川将调节意见交给两家单位,由他们发指令给卫星,卫星飞过中国上空时,微调一次。然而,一连8个月毫无进展。“这是我科研生涯中最绝望的时候,但我不能放弃。”李川带着团队继续坚守,部件一个一个调试没效果,那就几个一组联调。

    2024年8月3日,在“羲和号”入轨近10个月后,根据它传回数据绘制出的画面质量,光谱分辨度、时间分辨度等均达到了最佳水平。那一刻,李川百感交集。

    “抱着锲而不舍和乐观主义的精神”

    “羲和号”的设计寿命是3年,如今已超期在岗。这几年,李川团队的工作,就是每两个月指挥卫星在轨定标,进行数据处理后发布给全世界。他解释说:“我们分享到的太阳图片、剪辑的科普视频,不是卫星直接拍摄的。原始数据就像底片,得‘校准’和‘调色’,才能变成好看的太阳图像。”

    处理卫星数据的工序,也成了李川培养学生的方式。他的学生中,先后有11人参与了卫星研发工作,有人从此迷上了太阳研究,有人成长为独当一面的数据处理专家。

    5年间,团队交出了一份厚实的答卷。“我们首次精确刻画了太阳大气自转的三维图像。”李川说,此前普遍认为,太阳内层大气转得快、外层大气转得慢,但观测数据推翻了这一结论:太阳磁场“拽”着外层大气跑,所以转动更快。截至目前,已有16个国家的科研团队下载使用“羲和号”的数据,显著提升了我国在太阳物理领域的国际影响力。

    追日的脚步从未停歇。就在“羲和号”发射的前一天,“羲和二号”的第一场论证会已经开在了发射现场。2025年12月,“羲和二号”立项时,团队已扩大至30人。

    李川常常告诉学生:“当年我们是追着别人跑,现在轮到我们领着大伙往前走了。抱着锲而不舍和乐观主义的精神,我们一定会走得更远。”

    追光逐日,勇攀科技高峰

    从“用别人的数据”到“领着大伙往前走”,“羲和号”的追光逐日,不仅是从无到有的突破,更是科学家砥砺奋进的写照。

    勇攀科技高峰,需要甘坐冷板凳的定力。是做跟随研究,还是搞原始创新?李川选择了更难的路。正是这种不计个人得失、锲而不舍的坚守,换来了一次次绝境中的突破。

    勇攀科技高峰,需要敢闯无人区的魄力。“羲和号”的创新研发没有现成经验可循。传统成像模式不管用,就创新为“CT扫描”;合作失败,就另起炉灶……突破性成果从不属于循规蹈矩者,而是属于敢闯敢试、勇于创新的人。

    勇攀科技高峰,还需要薪火相传的接力。从“羲和号”到“羲和二号”——一项事业行稳致远,是科学家精神的代代传承。科研创新,需要一代人站在上一代人的肩膀上,望向更远的星辰大海。

    建设科技强国,需要更多像李川这样的坚守者,在更多领域实现从追赶到引领的跨越。

    本文内容来源于网友投稿,如有侵权请联系删除。
    作者最新文章
    硬件相关 科学家
    相关文章 更多
    笔记本加内存条后无法开机怎么办及解决方法
    笔记本加内存条后无法开机怎么办及解决方法

    笔记本加装新内存后遇到黑屏或无法开机?不要慌张,本文通过重新插拔、清洁金手指、单根测试等具体操作步骤,帮你快速判断是安装失误还是硬件不兼容,并给出相应解决办法。

    电脑主机前置usb不能用怎么解决排查修复教程
    电脑主机前置usb不能用怎么解决排查修复教程

    针对电脑主机前置USB接口无法识别设备的问题,本文提供一套基于因果逻辑的排查流程。涵盖检查机箱内部USB针脚连接、验证BIOS中USB控制器状态、更新芯片组驱动以及排除供电不足等常见原因,帮助用户快速恢复接口功能。

    无线鼠标充不进电解决办法及故障排查步骤
    无线鼠标充不进电解决办法及故障排查步骤

    遇到无线鼠标充不进电的问题,不要急于更换设备。本文详解从清理接口氧化层、更换数据线到检测电池电压的完整排查流程,帮助你判断是临时故障还是硬件损坏。

    蓝牙游戏手柄连接教程吃鸡
    蓝牙游戏手柄连接教程吃鸡

    想知道如何用蓝牙手柄玩吃鸡游戏?本文详细讲解手机蓝牙手柄的连接步骤、主流映射软件的使用方法以及实战中的键位布局技巧,助你提升射击手感,同时解析外设玩家的匹配机制与注意事项。

    游戏手柄蓝牙连接为何每次都要重连原因排查与解决方法
    游戏手柄蓝牙连接为何每次都要重连原因排查与解决方法

    本文深入分析游戏手柄蓝牙频繁断开且需重连的根本原因,涵盖电池电压检测、操作系统电源管理策略及驱动冲突。通过具体的系统设置调整和固件更新步骤,解决蓝牙握手失败问题,恢复手柄的稳定连接状态。

    显示器画面模糊抖动怎么解决及排查方法教程
    显示器画面模糊抖动怎么解决及排查方法教程

    遇到显示器画面模糊或抖动时,可通过检查视频连接线、调整系统分辨率与刷新率、更新显卡驱动等步骤进行排查和修复。

    小米智能门锁换电池后怎么开机
    小米智能门锁换电池后怎么开机

    小米智能门锁更换新电池后无法开机或屏幕不亮?本文详解电池极性检查、金属触点清洁及强制重启方法,帮你快速解决供电问题,让门锁恢复正常使用。

    电视机声音怎么连接到外置音响
    电视机声音怎么连接到外置音响

    想让电视声音更震撼?本文详解如何通过HDMI ARC、光纤、蓝牙和3.5mm接口将电视连接至外置音响,包含具体设置步骤与常见问题排查,助你轻松打造家庭影院。

    打印机加墨水后打印不出颜色的原因及解决方法
    打印机加墨水后打印不出颜色的原因及解决方法

    解决打印机加墨水后打印无色的问题,涵盖墨盒芯片计数器重置、喷头气锁排除方法以及驱动程序颜色设置检查,帮助用户快速恢复彩色打印功能。

    显示器无信号但主机正常工作原因排查与解决方法
    显示器无信号但主机正常工作原因排查与解决方法

    面对主机运转正常但显示器无信号的困境,本文通过场景化分析,指导用户从线缆检查、输入源切换、内存金手指清洁到显卡重新插拔,逐步排除故障,恢复显示。

    查看更多
    精品专题 更多
    装机必备
    装机必备

    正软商城装机必备专区,精选办公、浏览器、安全防护、影音播放、压缩解压、设计创作和系统工具等电脑常用正版软件,帮助用户快速完成新电脑软件配置。

    Windows
    Windows

    正软商城Windows软件专区,汇集适用于Windows电脑的办公、设计、安全防护、影音播放、开发工具和系统优化软件,提供软件介绍、系统要求、正版授权及购买下载服务。

    macOS软件
    macOS软件

    正软商城macOS软件专区,精选适用于Mac电脑的办公、设计、影音、效率、开发和系统工具,提供软件功能介绍、macOS兼容版本、正版授权及购买下载服务。

    Mac软件 更多
    photoshop
    photoshop
    Windows、macOS 、 iPad

    Photoshop 2026 是 Adobe 推出的专业图像处理与视觉设计软件,支持 Windows、macOS 和 iPad 等平台,广泛应用于摄影修图、电商设计、平面海报、数字绘画及视觉合成等创作场景。

    Blender
    Blender
    Windows、macOS 和 Linux

    Blender 是一款免费开源、跨平台的专业 3D 创作软件,集建模、动画、渲染、视频编辑与视觉合成等功能于一体,广泛应用于影视动画、游戏设计和建筑可视化等领域。软件支持 Cycles 物理渲染器与 Eevee 实时渲染引擎,并提供多边形建模、骨骼绑定、物理模拟等专业工具。Blender 兼容 Windows、macOS 和 Linux 系统,安装包轻巧、运行流畅,依托活跃的全球开发者社区持续更新,是从初学者到专业创作者都值得选择的正版 3D 创作工具。

    灵活计算器
    灵活计算器
    macOS/iOS/Android

    灵活计算器是一款笔记式算数应用,支持实时计算、动态关联和云端同步功能。记录、整理和输出之间的过渡会更自然,适合长期写作、做笔记或持续沉淀个人内容。

    WINDOWS 更多
    3dmax(3ds max)
    3dmax(3ds max)
    Windows

    Autodesk 3ds Max 是一款专业的三维建模、动画与渲染软件,广泛应用于建筑可视化、游戏开发、影视动画、广告设计和产品展示等领域。

    photoshop
    photoshop
    Windows、macOS 、 iPad

    Photoshop 2026 是 Adobe 推出的专业图像处理与视觉设计软件,支持 Windows、macOS 和 iPad 等平台,广泛应用于摄影修图、电商设计、平面海报、数字绘画及视觉合成等创作场景。

    Blender
    Blender
    Windows、macOS 和 Linux

    Blender 是一款免费开源、跨平台的专业 3D 创作软件,集建模、动画、渲染、视频编辑与视觉合成等功能于一体,广泛应用于影视动画、游戏设计和建筑可视化等领域。软件支持 Cycles 物理渲染器与 Eevee 实时渲染引擎,并提供多边形建模、骨骼绑定、物理模拟等专业工具。Blender 兼容 Windows、macOS 和 Linux 系统,安装包轻巧、运行流畅,依托活跃的全球开发者社区持续更新,是从初学者到专业创作者都值得选择的正版 3D 创作工具。