天宮一號(hào)空間儀器實(shí)驗(yàn)應(yīng)用取得豐碩成果
2011年9月29日，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射了天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器。利用目標(biāo)飛行器的實(shí)驗(yàn)支持能力，載人航天工程空間應(yīng)用系統(tǒng)開展了三項(xiàng)空間科學(xué)儀器實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用研究，截至目前，相關(guān)科學(xué)實(shí)驗(yàn)與應(yīng)用研究已取得了一系列重要成果。

　　中國載人航天工程8月1日對(duì)天宮一號(hào)的3項(xiàng)空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用研究所獲成果予以具體介紹——

　　高空間分辨率、高光譜實(shí)現(xiàn)“看得更清、分得更細(xì)”

　　由中科院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所和中科院上海技術(shù)物理研究所共同研制的高光譜成像儀，是目前我國空間分辨率和光譜綜合指標(biāo)zui高的空間光譜成像儀，可實(shí)現(xiàn)納米級(jí)光譜分辨率的地物特征和性質(zhì)的成像探測。

　　相對(duì)傳統(tǒng)的多光譜遙感受到光譜通道數(shù)量和光譜分辨率的限制，高光譜遙感通過連續(xù)測量地物相鄰的光譜信號(hào)，可以反映不同地表物質(zhì)與電磁輻射相互作用的差異，因此在農(nóng)情監(jiān)測、作物估產(chǎn)、國土資源調(diào)查、環(huán)境評(píng)價(jià)和監(jiān)測、城市動(dòng)態(tài)變化監(jiān)測、地質(zhì)調(diào)查等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。

　　同時(shí)，與目前上尚在運(yùn)行的衛(wèi)星高光譜遙感器（如：MODIS、EO-1 HYPERION、PROBA CHIRS）相比，天宮一號(hào)上的高光譜成像儀在波段范圍（覆蓋可見-短波紅紅外范圍）、波段數(shù)目以及空間分辨率等成像基本參數(shù)上具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢。

　　截至7月26日，該高光譜成像儀已在軌穩(wěn)定運(yùn)行近7000小時(shí)，獲取了大量有價(jià)值遙感數(shù)據(jù)，經(jīng)初步處理后，已分別向國土資源部航遙中心、國家海洋局國家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心、中國林業(yè)科學(xué)研究院，以及中科院遙感所、對(duì)地觀測與數(shù)字地球科學(xué)中心、青藏高原研究所、寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所等用戶單位提供數(shù)據(jù)2TB，為各類用戶開展地質(zhì)調(diào)查、礦產(chǎn)和油氣資源勘查、水文生態(tài)監(jiān)測以及環(huán)境污染監(jiān)測分析提供了支撐服務(wù)。

　　多傳感器綜合探測實(shí)時(shí)監(jiān)測空間環(huán)境“一舉一動(dòng)”

　　天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器上搭載的另一有效載荷——空間環(huán)境監(jiān)測及物理探測設(shè)備由中科院空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心研制，其主要功能是綜合監(jiān)測高能帶電粒子輻射、軌道大氣環(huán)境參數(shù)，為空間環(huán)境預(yù)報(bào)、空間環(huán)境變化機(jī)理研究以及目標(biāo)飛行器、飛船和航天員的安全保障提供準(zhǔn)實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)。

　　該套設(shè)備由帶電粒子輻射探測器、軌道大氣環(huán)境探測器和空間環(huán)境控制單元共3臺(tái)儀器組成。其中帶電粒子輻射探測器是上在近地軌道開展多方向帶電粒子探測的儀器。該探測器突破了多方向傳感、多傳感集成、抗干擾等關(guān)鍵技術(shù)，為實(shí)現(xiàn)空間粒子輻射實(shí)時(shí)監(jiān)測和警報(bào)以及粒子分布和變化規(guī)律研究提供了依據(jù)，也使我國的高能粒子輻射探測技術(shù)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。

　　天宮一號(hào)空間儀器實(shí)驗(yàn)應(yīng)用取得豐碩成果 軌道大氣環(huán)境探測器采用多探頭組合等技術(shù)，在實(shí)時(shí)監(jiān)測軌道大氣密度、成分、微質(zhì)量及其時(shí)空分布變化的同時(shí)，兼具原子氧及其它空間環(huán)境污染效應(yīng)監(jiān)測的功能，這些功能對(duì)于目標(biāo)飛行器和飛船軌道、姿態(tài)控制以及變軌的實(shí)施提供了重要保障。

　　結(jié)合探測數(shù)據(jù)，空間應(yīng)用系統(tǒng)開展了利用軌道大氣密度實(shí)測值修正大氣密度模式預(yù)測值的研究和太陽與地磁活動(dòng)指數(shù)的中期預(yù)測研究，這些研究成果直接應(yīng)用于天宮一號(hào)、神舟九號(hào)載人交會(huì)對(duì)接任務(wù)空間環(huán)境預(yù)報(bào)，提高了軌道大氣密度預(yù)測精度，服務(wù)于高精度軌道預(yù)報(bào)。

　　“可見光衍射”解析膠體晶體結(jié)構(gòu)

　　復(fù)合膠體晶體生長與相變實(shí)驗(yàn)的科學(xué)目標(biāo)是：在空間微重力條件下，研究亞微米尺寸的帶電膠體顆粒懸浮液在不同電場和溫度下的結(jié)晶和相變過程，探索重力對(duì)膠體晶體自組裝的影響。這也是在空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)中采用可見光衍射方法（科塞爾線方法）實(shí)現(xiàn)膠體晶體的結(jié)構(gòu)解析。

　　目前，三個(gè)實(shí)驗(yàn)樣品共計(jì)在軌開展實(shí)驗(yàn)19次，其中等溫變壓實(shí)驗(yàn)12次，自然結(jié)晶實(shí)驗(yàn)6次，地面同步開展實(shí)驗(yàn)，通過天地對(duì)比發(fā)現(xiàn)重力對(duì)結(jié)晶實(shí)驗(yàn)過程都存在不同程度的影響。

　　該實(shí)驗(yàn)為拓展由膠體晶體制備光子晶體，促進(jìn)光子器件的發(fā)展，開發(fā)其在微波通訊、濾波技術(shù)等方面的應(yīng)用潛力，積累了理論和技術(shù)基礎(chǔ)，也為空間站長壽命科學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證，獲取了長期在軌科學(xué)實(shí)驗(yàn)運(yùn)控管理的寶貴經(jīng)驗(yàn)。