国际“群雄逐日”，中国探日工程“三步走”持续发力

太阳是地球的生命之源，它占据了太阳系质量的99.86%，是日地空间环境的主导因素。在人类文明发展进程中，研究并认识太阳，一直是国内外科学家关注的重中之重。

自20世纪70年代以来，国际上共发射与太阳探测有关的卫星70余颗，使人类对太阳内部结构、太阳大气动力学、太阳爆发物理机制有了更为深入的认识。我国在太阳探测卫星方面进行了多年尝试和探索，如神舟二号空间天文分系统取得太阳X射线和伽马射线流量数据，风云三号E星国内首次搭载太阳X射线极紫外成像仪，并成功实现了对太阳的多通道、全日面、高灵敏度成像，为太阳物理研究和太阳活动监测提供了重要数据。

“十四五”以来，中国太阳空间物理迎来了新的发展机遇期。2021年10月14日，中国航天科技集团上海航天技术研究院抓总研制的我国首颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”成功发射，标志着我国正式步入空间“探日时代”。

据悉，我国首颗综合性太阳探测专用卫星“先进天基太阳天文台”（ASO-S）将于今年10月择机发射。卫星发射重量约888kg，运行于720km高度太阳同步轨道。卫星的科学目标为“一磁两暴”，一磁是指太阳磁场，两暴是指太阳上两类最剧烈的爆发现象——耀斑和日冕物质抛射，即同时观测太阳磁场、太阳耀斑和日冕物质抛射，研究其形成机理、相互作用和彼此关联，揭示太阳磁场演变导致太阳耀斑和日冕物质抛射爆发的内在物理联系，同时为灾害性空间天气预报提供支持。

“先进天基太阳天文台”发射后，将与“羲和号”一并实现对日联合探测，形成“双星逐日”景象。从观测波段上看，“羲和号”关注的Hα谱线反映了太阳低层大气，即光球层和色球层的动力学过程；“先进天基太阳天文台”关注的莱曼阿尔法谱线反映了太阳高层大气，及日冕的动力学过程，两者各有侧重、相互补充。

当前，国际太阳空间探测已进入新阶段，全方位、多视角、多波段探测等多种技术、多种方式各显神通。印度计划在2022年实施“Aditya-1计划”，部署一颗卫星运行于日地L1点，开展综合太阳观测。美国计划在2023年实施PUNCH计划，通过四颗小卫星在轨联合探测，开展日冕和日球层的跨尺度过程研究。中欧合作项目“太阳风-磁层-电离层全景成像（SMILE）卫星”计划于2024年左右发射，研究太阳风与地球磁层之间的作用机理。

目前，我国的太阳物理学界与相关工程部门正在开展未来太阳空间物理的发展规划论证，拟分步实施“日地L5点探测”“太阳极轨探测”“太阳抵近探测”三步走计划，将从不同方向和距离观测太阳，以解决诸如太阳磁场产生和演化及其与太阳活动的关系、太阳爆发的物理机制及其对空间天气的影响这类重大科学和应用问题。

其中，日地L5点探测工程作为国内外关注的热点，是后续我国太阳空间探测发展的重点。通过利用日地L5点轨道的特殊优势，可实现长期稳定地观测太阳及行星际空间，并提前4到5天观测到即将面向地球的太阳活动区，也可以监测太阳爆发向地球传播的整个过程，这将为探索太阳磁场的起源和演化、揭示太阳活动的三维结构和物理机制、监测太阳爆发的行星际传播和对地响应提供有力支撑。

栏目主编：李晔 题图来源：视觉中国 图片编辑：朱瓅

来源：作者：俱鹤飞