與眾不同的先進天基太陽天文臺衛星

大約在46億年前，在距離銀河系中心約2.6萬光年處的螺旋臂上，一團分子云開始在自身的引力作用下坍縮，逐漸形成了太陽。

太陽，是與我們關系最密切的一顆恒星，人類就生活在由太陽這顆恒星所控制的太陽系內生活。雖然它為我們帶來了光明和溫暖，但也會對地球產生重大影響。

“夸父逐日”“羲和浴日”……從古老的傳說開始到現在，人們在逐漸認識太陽。10月9日，我國在酒泉衛星發射中心使用長征二號丁運載火箭發射成功的先進天基太陽天文臺衛星（ASO-S衛星），就是一顆專門用于研究太陽的航天器，它將進一步助力我國展開對太陽這顆炙熱恒星的探測。

ASO-S衛星示意圖

擁有多個國際首次

自上世紀60年代以來，人類已經發射了70多顆與太陽探測相關的衛星，而我國在太陽探測衛星方面長期缺席。

隨著綜合國力的不斷增強和國家對空間科學的重視，我國太陽空間觀測的發展迎來機遇期，雖起步晚，但發展快。2021年7月5日，風云三號E星發射升空，首次搭載了太陽X-EUV成像儀；2021年10月14日，“羲和號”成功發射，成為國內首顆太陽探測科學技術實驗衛星；而先進天基太陽天文臺衛星則是我國首顆綜合性太陽觀測專用衛星。

先進天基太陽天文臺衛星是我國太陽物理界在2011年自主提出的太陽空間探測計劃衛星方案。它的成功發射，將實現我國太陽衛星探測領域的進一步突破。

先進天基太陽天文臺衛星擁有多個“國際首次”——國際上首次以“一磁兩暴”（太陽磁場、太陽耀斑和日冕物質拋射）作為衛星的科學目標并配置相應的載荷組合；國際上首次在一顆衛星平臺上對全日面矢量磁場、太陽耀斑非熱輻射成像，同時觀測日冕拋射物質的日面形成和近日冕傳播；國際上首次在萊曼阿爾法波段實現全日面和近日冕同時觀測。

據公開資料顯示：先進天基太陽天文臺衛星的科學目標是研究耀斑與日冕拋射物質的相互關系和形成規律；研究耀斑爆發和日冕拋射物質與太陽磁場之間的因果關系；研究太陽爆發能量的傳輸機制及動力學特征；探索太陽爆發，為我國空間天氣預報提供支持。

為獲得盡可能多的觀測時間，先進天基太陽天文臺衛星采用了高度720公里左右、周期約99分鐘的太陽同步晨昏軌道。這樣的軌道只有在每年5月中旬到8月共約2.5個月的時間存在陰影，而且每軌最長陰影時間不超過18分鐘。

太陽活動呈周期性變化，周期平均為11年，太陽黑子是太陽活動的重要標志。在一個活動周期開始后，太陽黑子數量逐漸增多，太陽活動加劇，太陽黑子數量達到最多的年份，稱為太陽峰年。太陽活動第25周峰年預計在2024年到2025年左右出現。

為此，先進天基太陽天文臺衛星計劃以太陽活動第25周峰年作為契機，詳細記錄該時間段的太陽風暴。屆時，圍繞先進天基太陽天文臺衛星的觀測結果的研究將成為國際熱點，科學家在研究太陽活動規律的同時，及時預報太陽暴發對人類的影響，以造福全人類。

“六邊形戰士”

盡管太陽距離地球約1.5億公里，但一旦太陽“發威”，耀斑和日冕物質拋射產生的磁云會裹挾著大量帶電高能粒子，直奔地球而來，對地球環境，尤其是與人們生活息息相關的電磁環境造成嚴重破壞。

2003年的萬圣節期間，太陽不甘寂寞充當了一次“搗蛋鬼”的角色，結結實實給地球搗了一次亂，使歐美的GOES、ACE、SOHO和WIND等一系列科學衛星都遭受到不同程度的損害，導致全球衛星通信受到干擾，GPS全球定位系統受到影響，定位精度出現了偏差，致使地面和空間一些需要即時通信和定位的交通系統遭到不同程度癱瘓。這次太陽事件也被稱為“萬圣節風暴”。

不僅如此，今年夏天以來，我國很多地區都出現罕見的持續高溫天氣，江西、湖南、重慶等地的旱情尤為嚴重。這也引發大家的疑問與討論，其中部分話題就指向了近期頻繁的太陽活動。

為了避免人類生存環境遭受影響，研究和預報太陽的爆發活動成了必不可少的事情。據計算，一旦發生太陽耀斑、日冕物質拋射等爆發活動，科學家可以至少提前40個小時得到信息，從而及時做出相關的防護舉措，以避免對人類生存環境造成破壞。這正是先進天基太陽天文臺衛星的使命。

先進天基太陽天文臺衛星配置了3臺載荷，它們分別是全日面矢量磁像儀、萊曼阿爾法太陽望遠鏡和硬X射線成像儀。

3臺載荷各具特色。例如全日面矢量磁像儀，其時間分辨率相對較高；硬X射線成像儀比國際同類儀器探頭數目要多，有99個探測器；萊曼阿爾法太陽望遠鏡則不僅能進行內日冕觀測，同時萊曼阿爾法譜線本身又是一個新的觀測波段窗口。

ASO-S衛星示意圖

3臺載荷作用極大。以空間天氣監測預警為例，科研人員可以通過全日面矢量磁像儀的磁場數據分析太陽耀斑發生的概率；通過萊曼阿爾法太陽望遠鏡的數據研究耀斑與日冕物質拋射的關系；通過硬X射線成像儀對日冕物質拋射的觀測，可預測其到達地球的時間和影響，以便相關部門及時采取應對措施。

更重要的是，先進天基太陽天文臺衛星將為國際太陽物理學研究提供關鍵數據——太陽矢量磁場、視向速度、白光和萊曼阿爾法全日面及內日冕圖像、硬X射線流量、能譜和成像數據，因此也被科研人員稱為“六邊形戰士”。

據了解，先進天基太陽天文臺衛星投入使用后，每天將產生大約500GB的探測數據，衛星獲取的全部科學數據和分析軟件將面向全球用戶開放共享，共同實現該衛星的科學目標。（中國航天報記者 劉巖）