“羲和号”作为中国首颗太阳探测卫星
于2021年10月14日成功发射升空
并顺利进入平均高度517公里的
太阳同步轨道
这标志着中国正式进入空间探日时代
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今天
我们就来聊一聊
这颗划时代的科学技术试验卫星
做什么？怎么做？
以及一些相关的科技巧思
“羲和号”的正式全称是“太阳Hα光谱探测与双超平台科学技术试验卫星” 。 它通过分析光谱的方法 ， 研究和太阳爆发相关的科学问题 。
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——跑个题 ， “太阳爆发”不是太阳变成红巨星的世界末日 ， 更不是超新星式的“太阳爆炸”（我们的太阳没有那个贵命） ， 而是体现在太阳大气层的黑子、耀斑、日珥、日冕物质抛射等表层活动 。 这些太阳活动 ， 大家在一生中都经历过几十回乃至几百回 ， 不要恐慌 。
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日冕物质抛射从太阳喷发
比如刚刚过去的10月28日 ， 太阳朝向地球一侧爆发了一次X1级耀斑 ， 在太阳大气层中产生了一次等离子体“井喷” 。 此次耀斑爆发还造成了一次日冕物质抛射 ， 直冲地球而来 ， 并于11月1日抵达地球 ， 为世界各个高磁纬地区带来极光 。
回到正题上来 ， “羲和号”通过分析太阳的Hα波段附近的光谱 ， 来研究太阳爆发时的大气动力学过程和物理机制 。
Hα指的是氢（H）的最引人注目的（α）那条谱线 ， 它的波长是656.281nm ， 是颜色深红的可见光 。 Hα标志着氢原子电子从第三能级到第二能级的跃迁 。 还不太了解能级跃迁的读者不需要对此感到头痛 ， 只要知道Hα指的是氢等离子体的大量存在就可以了 。
如果只是一条干净利落的656.281nm谱线 ， 那就是生活单调乏味的氢 ， 也没什么可研究的 。 而在活跃的太阳表面 ， 由于太阳大气的高速运动 ， 这条谱线就会发生变化 。
如何变化呢？老朋友“多普勒效应”此时就要登场了 。 我们走在路上 ， 有时会遇到救护车拉着警笛飞驰而过 。 当它擦身而过时 ， 我们会留意到它的警笛声忽然降调了 ， 原本唱的“so-mi-so-mi” ， 忽然变成了“mi-do-mi-do” ， 这就是多普勒效应——当波源运动时 ， 在其运动方向接收到的波长会变短（频率会升高） ， 在背向其运动方向上 ， 接收到的波长会变长（频率会降低） 。
为了形象速记 ， 我们也可以说 ， “多普勒效应”就是“运动的物体把它前方的波形挤压得更致密 ， 后方拉伸得更稀疏” 。
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