Xihe läutete das „Zeitalter der Solarforschung“ ein. Welche großen Pläne gibt es für die Zukunft?

Die Erforschung der Sonne kann die Forschung im Bereich der Sonnenphysik und die Möglichkeiten zur Vorhersage des Weltraumwetters verbessern, zu Verbesserungen der Weltraumwissenschaft, der Weltraumtechnologie und der Weltraumanwendungen führen und Dienste für die soziale und wirtschaftliche Entwicklung bereitstellen. Es ist ein Hotspot für internationale Weltraumforschungsaktivitäten.

Am 14. Oktober 2021 startete mein Land erfolgreich seinen ersten Solarerkundungssatelliten „Xihe“ mit der Trägerrakete Langer Marsch 2D im Satellitenstartzentrum Taiyuan. „Xihe“ ist die erste Weltraum-Solarsonde meines Landes und markiert den Eintritt des Landes in das „Zeitalter der Sonnenerkundung“.

Xihe-Sonde

Die Erforschung der Sonne ist von großer Bedeutung

Die Sonne ist etwa 150 Millionen Kilometer von der Erde entfernt. Er ist der Stern, der der Erde am nächsten ist und die engste Beziehung zum Menschen hat. In der Sonne findet ständig Kernfusion statt, die kontinuierlich Energie in die Außenwelt abstrahlt, unser Zuhause mit Wärme und Licht versorgt und die Entwicklung der menschlichen Zivilisation fördert.

Seit der Antike verehren die Menschen die Sonne, sind neugierig und sehnen sich nach ihr und versuchen, ihre Geheimnisse zu ergründen. Die früheste Aufzeichnung von Sonnenflecken mit eindeutigem Datum ist im „Buch Han – Fünf Elemente“ erhalten. In der heutigen Zeit ist mit der Entwicklung von Wissenschaft und Technologie, insbesondere dem rasanten Fortschritt der Luft- und Raumfahrttechnologie, die menschliche Erforschung der Sonne in eine bahnbrechende neue Ära eingetreten.

Die Erforschung der Sonne hat eine große wissenschaftliche Bedeutung und einen großen Anwendungswert.

Die Sonne ist der der Erde am nächsten gelegene Stern und der einzige Stern, dessen detaillierte Struktur und physikalische Prozesse wir mit hoher zeitlicher, räumlicher und spektraler Auflösung beobachten können. Die Erforschung der Sonne kann uns helfen, wichtige wissenschaftliche Fragen zu verstehen, etwa die Entstehung und Entwicklung von Sternen, den Mechanismus der Energieerzeugung im Inneren von Sternen, die Struktur und Dynamik der Sonne sowie den Einfluss von Sternen auf Himmelskörper und Lebensprozesse.

Sonnenaktivität ist die Ursache für Weltraumkatastrophen und hat erhebliche Auswirkungen auf menschliche Aktivitäten. Wenn es zu heftigen Aktivitäten wie Sonneneruptionen und koronalen Massenauswürfen kommt, kommt es auf der Sonne zu Ausbrüchen mit rapide zunehmender elektromagnetischer Strahlung, hochenergetischen Teilchenströmen und Hochgeschwindigkeitsplasmawolken, die große Veränderungen in der Weltraumumgebung der Erde bewirken.

Diese Art von Sonnensturm hatte kaum Auswirkungen auf die Produktion und das Leben der Menschen in der Antike, doch in der heutigen Zeit ist das Funktionieren unserer Gesellschaft in hohem Maße von Weltraum- und Bodeninfrastruktur wie Satelliten abhängig. Sonnenstürme können verheerende Folgen für die Luft- und Raumfahrt, Navigations- und Kommunikationssysteme sowie für Öl-, Strom- und Gaspipelines haben und enorme Schäden verursachen. Daher müssen wir die Überwachung der Sonnenaktivität und des Weltraumwetters verstärken, um Katastrophen zu vermeiden.

Viele Möglichkeiten, die Sonne zu erkunden

Wissenschaftler erforschen die Sonne mit spektroskopischen Methoden. Dabei kombinieren sie große erdgebundene Teleskope mit Satelliten und anderen Weltraumbeobachtungsmethoden, um die Sonne in vollem Umfang und aus mehreren Winkeln zu beobachten, von Gammastrahlen, Röntgenstrahlen und Ultraviolettstrahlen bis hin zu sichtbarem Licht, Infrarot und Radiowellen.

Der Großteil der Energie der Sonnenstrahlung konzentriert sich im sichtbaren Licht und im nahen Infrarotbereich. Dieser Teil der elektromagnetischen Strahlung kann die Erdatmosphäre durchdringen und den Boden erreichen, daher spielen erdgebundene Teleskope eine wichtige Rolle bei der Sonnenbeobachtung. Im Jahr 1984 baute mein Land das Huairou-Sonnenobservatorium des Nationalen Astronomischen Observatoriums und installierte eine Reihe hochmoderner Sonnenbeobachtungsgeräte, um die gesamte Sonnenscheibe bzw. den aktiven Bereich des dreidimensionalen Vektormagnetfelds der Sonne zu beobachten und verschiedene Schwarzweißbilder und Weißlichtbilder mit sehr hoher Leistung zu erstellen.

In anderen Bändern treten explosive Sonnenaktivitäten wie Flares, koronale Massenauswürfe und Protuberanzen sowie Energiephänomene auf. Koronare Strahlung tritt hauptsächlich im extremen Ultraviolett- und Röntgenbereich auf, und die elektromagnetische Strahlung des Sonnenwinds, der interplanetaren Stoßwellen und der hochenergetischen Teilchenphänomene liegt hauptsächlich im Bereich zwischen einigen zehn kHz und einigen zehn MHz und gehört damit zum sehr niedrigen Sonnenfrequenzband. Diese Informationen werden von der Erdatmosphäre absorbiert und gestört, und ihre Beobachtung kann nur durch Weltraumerkennung erfolgen.

Seit den 1970er Jahren haben die Vereinigten Staaten, Europa, Japan und andere Länder und Regionen mehr als 100 Satelliten gestartet, um die Sonne und den Sonnenwind zu erforschen. Sie haben Untersuchungen zu Sonneneruptionsaktivitäten, dem solaren Magnetfeld, der Ausbreitung und Entwicklung des Sonnenwinds sowie der Entstehung und Entwicklung der Weltraumumgebung durchgeführt. Sie haben viele bahnbrechende Ergebnisse erzielt und eine enorme Menge systematischer und vollständiger Daten zum solaren Magnetfeld, zur atmosphärischen Struktur und zur Sonnenaktivität gesammelt.

Insbesondere in den letzten Jahren konnten Länder dank der Verbesserung der Luft- und Raumfahrtkapazitäten, beispielsweise bei Trägerraketen, der Gestaltung der Umlaufbahn, der Verfolgung und Kontrolle des Weltraums sowie moderner Nutzlasten, modernere Sonnensonden starten, um die Sonne aus nächster Nähe und über die Pole hinweg zu erkennen und so die Geheimnisse der Sonne weiter zu lüften.

Xihe -Daten stehen der Welt offen

Am 14. Oktober 2021 wurde Xihe ins All gestartet und erreichte eine sonnensynchrone Umlaufbahn in einer Höhe von 517 Kilometern, um wissenschaftliche Beobachtungen und technische Experimente durchzuführen.

Xihe-Sonde

Die Umlaufbahn des Satelliten befindet sich in der Nähe der Terminatorlinie der Erde, der Grenze zwischen dem Tag- und dem Nachtbereich der Erdoberfläche. Satelliten in der Morgen- und Abenddämmerungsumlaufbahn werden nicht ständig durch den Erdschatten blockiert. In dieser Umlaufbahn nach dem Motto „Dämmerung jagt Morgengrauen“ kann der Satellit nahezu ununterbrochene Beobachtungsmöglichkeiten der Sonne erhalten.

„Xihe“ wiegt 510 Kilogramm und seine Nutzlast ist ein Hα-Bildspektrometer. Obwohl die spektrale Erfassung verschiedener Sonnenbänder bereits auf internationaler Ebene durchgeführt wurde, ist die spektrale Bilderfassung im Hα-Band das erste Mal, dass die Lücke bei qualitativ hochwertigen Beobachtungsdaten im Quellbereich von Sonneneruptionen geschlossen wird.

Die Hα-Linie ist eine spezifische sichtbare rote Emissionslinie des Wasserstoffelements. Wasserstoff ist das größte Element in der chemischen Zusammensetzung der Sonne und zugleich der Rohstoff für die Kernfusion. Die Spektrallinien des Hα-Bandes sind die chromosphärischen Spektrallinien mit der stärksten Reaktion während Sonnenexplosionen und können die Eigenschaften der Quellregion der Explosion direkt widerspiegeln.

Durch die Analyse von Hα-Spektraldaten können wir Informationen über die untere Atmosphäre der Sonne gewinnen und Änderungen physikalischer Größen wie Lufttemperatur und -geschwindigkeit während Sonneneruptionen ableiten. Dies liefert wichtige Unterstützung bei der Lösung wissenschaftlicher Probleme wie der physikalischen Modellierung des gesamten Prozesses der Energieübertragung und -freisetzung vom Inneren zur Oberfläche bei Sonneneruptionen.

„Xihe“ verwendet zwei Methoden zur Beobachtung der Sonne. Eine davon ist die kontinuierliche Weißlichtspektrum-Bildgebung, um ein Bild der gesamten Sonnenscheibe zu erhalten; Die andere ist die spektrale Scan-Bildgebung. Durch das Scannen der gesamten Sonnenscheibe können in 46 Sekunden mehr als 4.600 Spektren aufgenommen werden, und jedes Spektrum kann ein Bild der Sonnenscheibe wiederherstellen.

Die Beobachtungsdaten von „Xihe“ werden Nutzern auf der ganzen Welt zugänglich sein, was einen wichtigen Beitrag meines Landes zur internationalen Sonnenphysik- und Weltraumphysikforschung darstellt. Als erste Weltraummission zur Erforschung der Sonne hat „Xihe“ auch einen wichtigen Referenzwert für die Durchführung nachfolgender ähnlicher Missionen in meinem Land.

mein Land startet eine große Kampagne zur Erforschung der Solarenergie

Die Sonne hat einen elfjährigen Aktivitätszyklus, und der neue Zyklus wird voraussichtlich im Jahr 2025 seinen Höhepunkt erreichen. Phänomene wie Sonneneruptionen und koronale Massenauswürfe werden deutlich zunehmen, und es wird auch eine neue Runde der Begeisterung für die Sonnenforschung geben, bei der verschiedene neue Arten von Detektoren zum Einsatz kommen werden.

Zusätzlich zu „Xihe“ wird mein Land einen fortschrittlichen weltraumgestützten Sonnenbeobachtungssatelliten starten. Das hochmoderne, weltraumgestützte Sonnenobservatorium hat eine Masse von etwa einer Tonne und wird in einer sonnensynchronen Umlaufbahn von 720 Kilometern Höhe in der Morgen- und Abenddämmerung betrieben. Der Schwerpunkt wird auf der Beobachtung eines Magnetfelds und zweier Stürme liegen. Dabei bezieht sich „ein Magnet“ auf das Magnetfeld der Sonne und „zwei Stürme“ auf Sonneneruptionen und koronale Massenauswürfe. Die Beobachtungsdaten werden verwendet, um den Ursprung des solaren Magnetfelds, von Flares und koronalen Massenauswürfen sowie den Zusammenhang zwischen diesen dreien zu untersuchen.

In Zukunft wird unser Land ehrgeizigere Aktivitäten zur Erforschung der Sonnenenergie im Weltraum durchführen. Im Jahr 2021 genehmigte mein Land das Projekt „Design und Schlüsseltechnologien eines umfassenden und stereoskopischen Sonnenerkennungssystems“. Ziel dieses Projekts ist die Untersuchung und Gestaltung künftiger Pläne zur Erforschung des Weltraums unter Sonneneinstrahlung. Dabei stehen zwei Hauptthemen im Mittelpunkt: „Die Entstehung und Entwicklung des solaren Magnetfelds und seine Beziehung zu Sonneneruptionen“ sowie „Der Mechanismus von Sonneneruptionen und ihrer Ausbreitung und ihre Auswirkungen auf katastrophales Weltraumwetter“. Darüber hinaus sollen entsprechende Empfehlungen für spätere Erkundungsaktivitäten formuliert werden.

mein Land wird die Sonnenerkundung schrittweise nach dem Prinzip „Von der Ferne zur Nähe und von der Eindimensionalität zur Dreidimensionalität“ durchführen, von der Erdumlaufbahn zum Sonne-Erde-Lagrange-Punkt und dann zum sonnennahen Punkt, um umfassende und umfassende Beobachtungen der Sonne durchzuführen. Die Erforschung der Solarenergie kann die allgemeine Verbesserung der Weltraumtechnologie und des Anwendungsniveaus meines Landes fördern und Wissenschaft und Technologie, Wirtschaft, soziale Entwicklung und nationale Sicherheit nachhaltig unterstützen.