解读“太阳轨道器”

刘安立 刘声远等

欧空局的“太阳轨道器”是一部朝向太阳的3轴稳定平台。它有专门的热盾来提供对它在近日点附近遭遇的强辐射的防护。“太阳轨道器”所提供的稳定平台，能在一个电磁洁净环境中同时进行遥感勘测和原地测量。机载的21只传感器能各自进行原地和遥感探测实验，并且实验在处于或避开太阳强辐射的条件下都能进行。

为了降低研发成本，同时又能实现原地和遥感仪器的全面运作，“太阳轨道器”继承了之前一些任务的技术，例如“比皮科伦坡水星轨道器”的太阳能电池板。这种电池板可绕自己的纵轴旋转，避免在靠近太阳时过热。在飞越行星过程中遭遇日食期间，一组电池为“太阳轨道器”补充电力。

遥感勘测、追踪及指令亚系统，在X波段提供“太阳轨道器”与地球之间的通信连接。该亚系统支持同步遥测、遥控指令和测距。低增益天线被用于发射及在轨初期，作为支持设备也将与中、高增益天线同时使用。高温高增益天线需要指向一系列位置，以实现与地面站联系，同时能够向地球传输足量数据。该天线的设计参考了“比皮科伦坡”任务。该天线必须应对高热负载，并且要避免静电势堆积。在必要时，该天线还能卷起以获得“太阳轨道器”的热盾保护。由于“太阳轨道器”任务的轨道独特性，向地球传输数据的总量会在任务期间高度变化。因此，大部分数据起初将被存储在机载数据库中，并且尽早传回地球。

“太阳轨道器”主要参数

飞行器 3轴稳定平台、热盾、两张可调太阳能电池板。发射时体积：2.5×3.0×2.5立方米。

定向 指向太阳

遥测波段 双X波段

向地球的数据传输 150KB/秒（距离地球1天文单位）

与太阳最近距离 0.28天文单位

发射日期 2020年

名义任务期 7年（包括巡航阶段）

延长任务期 3年

无操作和预计剩余寿命 2年

地面站 阿根廷馬拉格，35米天线，每天有效运作时间4～8小时。

“太阳轨道器”机载仪器

“太阳轨道器”机载仪器由欧空局成员国、美国宇航局及欧空局本身研发。“太阳轨道器”的科学负载能进行一系列原地和遥测实验，负载总重量为180千克。

原地探测仪

EDP 高能粒子探测器

它测量超热和高能粒子的组成、出现时机和分布。测量结果有助于解答这些粒子的来源、加速机制和传输过程。

MAG 磁强计

它提供对它所在地日球磁场的高精度测量。这有助于详细研究太阳磁场与太空的关联，以及太阳磁场随太阳周期的演化。它也将有助于回答：粒子怎样被加速以及在太阳系（包括地球）传播；日冕和太阳风怎样被加速和升温。

RPW 射电和等离子体波

RPW实验在“太阳轨道器”机载仪器中颇为独特，因为它既能进行原地探测也能进行遥感测量。运用一系列传感器和天线，RPW将以高时间分辨率测量电场和磁场，确定太阳风中的电磁波和静电波特点。

SWA 太阳风等离子体分析仪

它由一套传感器组成，将测量太阳风中离子和电子的体特征（包括密度、速度及温度），由此描述距离太阳0.28～1.4天文单位的太阳风。除了探测太阳风的体特征之外，SWA还将测量太阳风中重要元素的离子组成。

遥测仪器

EUI 超紫外线成像仪

它将提供光球层上方太阳大气各层的序列图像，由此描述太阳表面与外层日冕之间的关联，而正是这种关联决定了星际介质的特性。EUI还将从黄道外视角拍摄太阳的首批紫外图像。

METIS 日冕仪

它将同时拍摄日冕辐射的可见光、紫外光及远紫外光图像，并在任务期间距离太阳最近和最远时，以空前的时间覆盖率和空间解析度探测整个日冕的结构和动力学。日冕在把太阳大气现象与这些现象在日球内部的演化联系起来方面起着重要作用。

PHI 偏振及日震成像仪

它将以高解析度全方位测量光球矢量磁场、视线角速度以及可见光波长范围的连续体强度。视线角速度地图所具有的准确度，将有助于对太阳内部尤其是太阳对流层地震（日震）的详细调查。

SoloHI 日球成像仪

它将通过观测可见太阳光被太阳风电子散射的情况，以宽视角拍摄太阳风中的近似稳定流和瞬变扰动。它将提供独特的测量，以帮助定位日冕物质抛射。

SPICE 日冕环境光谱成像

它将进行远紫外成像，遥感描述日冕等离子体特性。这将让科学家把“太阳轨道器”在轨测量到的太阳风流成分指征与太阳风流在太阳表面的源头区匹配起来。

STIX X射线光谱仪-望远镜

它将对太阳的热和非热X射线辐射进行成像和光谱分析。它将对大多与太阳耀斑或微耀斑有关的加速电子和高温等离子体的时机、位置、强度及光谱提供量化信息。