8月30日，我國(guó)首顆太陽探測(cè)科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星“羲和號(hào)”探日成果在北京正式發(fā)布，其中衛(wèi)星上搭載的“原子鑒頻太陽測(cè)速導(dǎo)航儀”圓滿完成在軌驗(yàn)證。這個(gè)由中國(guó)科學(xué)院精密測(cè)量科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新研究院李發(fā)泉團(tuán)隊(duì)研制的新型導(dǎo)航儀是國(guó)際上首次采用“原子鑒頻”原理而設(shè)計(jì)制造的，為深空航天器的自主導(dǎo)航開辟了一條新路徑，它的成功“加強(qiáng)了我國(guó)在深空探測(cè)領(lǐng)域的原創(chuàng)性技術(shù)積累”。

　　告別地球，飛向深空，高速飛行的航天器如何在茫茫宇宙中不星際迷航？對(duì)航天人而言是首要問題之一。有沒有一種既準(zhǔn)確，又自主，且能實(shí)時(shí)提供數(shù)據(jù)的深空導(dǎo)航方式？“原子鑒頻太陽測(cè)速導(dǎo)航儀”團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人李發(fā)泉介紹，面對(duì)星辰大海，需要科學(xué)家們腦洞大開。五花八門，各顯神通的深空自主導(dǎo)航方案，檢驗(yàn)著科學(xué)家的想象力。

　　“羲和探日”，李發(fā)泉團(tuán)隊(duì)從原子鑒頻與太陽的“結(jié)緣”中找到了靈感。團(tuán)隊(duì)深空導(dǎo)航項(xiàng)目負(fù)責(zé)人楊勇講起了他們“不務(wù)正業(yè)”找靈感的經(jīng)歷。李發(fā)泉團(tuán)隊(duì)20多年前就開始研究原子鑒頻技術(shù)，它是一種可以利用原子超精細(xì)、高穩(wěn)定譜線作為光頻基準(zhǔn)來測(cè)量、分辨其他物體的頻率變化的測(cè)量技術(shù)。2009年7月22日長(zhǎng)江帶大日食，武漢全程能看到，“我們?cè)谙耄懿荒馨言予b頻和日全食觀測(cè)結(jié)合起來，測(cè)量一下太陽物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的速度場(chǎng)”。以此為契機(jī)，從太陽活動(dòng)到地球大氣響應(yīng)，從太陽自轉(zhuǎn)到地球公轉(zhuǎn)速度，他們一路測(cè)量下來，實(shí)現(xiàn)了（基于原子鑒頻機(jī)理的）地球相對(duì)太陽速度的測(cè)量。既然能測(cè)量地球與太陽的相對(duì)速度，那么也可以測(cè)量深空飛行器相對(duì)于太陽的速度，用于深空導(dǎo)航。很快，楊勇在此基礎(chǔ)上開展了基于原子鑒頻測(cè)速的全新深空導(dǎo)航方案與實(shí)驗(yàn)研究?！昂?jiǎn)單說，這個(gè)腦洞就是將地球上做的事，搬到太空里來用。”

　　一個(gè)完全原創(chuàng)的想法到一臺(tái)完全實(shí)用的導(dǎo)航儀，沒有任何前車可鑒，也沒有什么成品半成品可依，只能從一個(gè)螺絲釘開始，完全自造。李發(fā)泉笑稱團(tuán)隊(duì)是從鋪滿一桌子的零件中不斷改進(jìn)造出了“七個(gè)葫蘆娃”，從第一代樣機(jī)到最終的定型機(jī)，正好經(jīng)歷了七代，歷時(shí)7年，攻克了基于原子鑒頻偏振信號(hào)分離、太陽速度測(cè)量等關(guān)鍵技術(shù)，最終的定型機(jī)只有一個(gè)短靴盒子大小。

　　2017年，“原子鑒頻太陽測(cè)速導(dǎo)航儀”從眾多深空導(dǎo)航方案中脫穎而出，獲得了搭載到“羲和號(hào)”上進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證的機(jī)會(huì)。自2021年10月到今天，近一年的運(yùn)行，根據(jù)國(guó)家航天局發(fā)布的結(jié)果，其在軌測(cè)速精度優(yōu)于2米/秒，測(cè)速結(jié)果與衛(wèi)星軌道理論計(jì)算結(jié)果高度吻合，達(dá)到了預(yù)期指標(biāo)，這也驗(yàn)證了新原理的正確性和新技術(shù)的可行性。

　　在發(fā)布會(huì)現(xiàn)場(chǎng)的楊勇聽到自己的導(dǎo)航儀在軌驗(yàn)證成功，成為“羲和”號(hào)首批成果所創(chuàng)造的五個(gè)世界“首次”之一，不禁為自己的腦洞自豪，“我們的有些研究是以跟蹤世界前沿為主，但這個(gè)工作不是跟蹤模式，跟以往所有的導(dǎo)航原理、導(dǎo)航方式都不一樣”。

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