ASO-S卫星：中国人的探日天眼

未来在720千米之上遥望太阳

ASO-S卫星重888千克，设计寿命大于4年，研制时间超过5年。

2016年4月28日，中国科学院空间科学战略性先导科技专项背景型号项目“先进天基太阳天文台（ASO-S）”通过了由中国科学院国家空间科学中心组织的项目结题评审。之后经过一年多的深化研究和综合论证，ASO-S卫星在2017年底终于获得中国科学院批复工程立项。

“打造这颗卫星的想法在20世纪90年代就已形成，之后经过不断修正完善，直到2011年中国科学院启动空间科学先导专项，ASO-S卫星才得以走上正轨，经历了空间科学卫星项目的一套标准程序。”研究人员表示。

ASO-S卫星升空后将在距离地表720千米的太阳同步轨道运行，该轨道穿过地球的南极和北极，倾角在98°，这个角度能够确保卫星24小时连续不断地观测到太阳。

ASO-S卫星的预期在轨运行时间将不少于4年。这样就可以覆盖一个从开始到峰值的较为完整的太阳周期，从而获得尽可能多的观测样本。

ASO-S卫星效果图

将携带3台不同功能的太阳探测望远镜

与国际上之前的70多颗太阳探测卫星相比，ASO-S卫星最大的特点是要实现观测“一磁两暴”的科学目标，即在一个卫星平台上同时观测太阳磁场、太阳耀斑和日冕物质抛射，研究它们三者之间的关系。

为了观测“一磁两暴”，ASO-S卫星将搭载3台不同功能的太阳探测望远镜：一个叫全日面矢量磁像仪，专门观测太阳磁场；一个叫硬X射线成像仪，专门观测太阳耀斑；一个叫莱曼阿尔法太阳望远镜，专门观测日冕物质抛射。

除了3台太阳探测望远镜的组合特色外，它们又各有一些自己的特色。比如全日面矢量磁像仪的时间分辨率相对较高；硬X射线成像仪比国际同类仪器探头数目要多，有99个探测器；莱曼阿尔法太阳望远镜则不仅能进行内日冕观测，同时莱曼阿尔法谱线本身又是一个新的观测波段窗口。

在此之前，我国的探日卫星没有太多经验可循，关键技术的攻坚克难可谓难比登天。就拿硬X射线成像仪来说，需要攻克3项关键技术。以光栅的加工为例，硬X射线成像仪的99个探头相当于一个个的小眼睛，这些小眼睛前面是由硬金属加工的光栅构成的，X射线光子需要穿过光栅中的缝隙，而最窄的缝隙只有18微米。

研究人员把制作过程比作加工一本书，首先要生产出带有狭缝的“纸”，再严格控制好“纸”与“纸”之间的距离，最后粘成一本缝隙均匀的厚“书”。此外，还要综合考虑热胀冷缩、空间环境恶劣、经历发射过程等因素。

太阳活动

详细记录“一磁两暴”

“之所以选择在2022年发射，跟太阳活动周期有关。”研究人员介绍，2021—2022年正处于第25个太阳活动周期的开始阶段，随着太阳周期的开始，太阳黑子越来越多，太阳磁场会越来越强，太阳的爆发就会增加，达到一个峰值，这个峰值可能在2024—2026年。

太阳研究与人类生活密切相关。一旦太阳“发威”，太阳耀斑和日冕物质抛射产生的磁云会裹挟着大量带电高能粒子直奔地球而来，对地球环境尤其是与现代生活息息相关的电磁环境造成严重破坏。其中，最狂暴的现象是“太阳风暴”。发生“太阳风暴”时，巨大的耀斑、壮观的日珥爆发、大量的日冕物质抛射都将如期而至。ASO-S卫星在研究“一磁两暴”自然规律的同时，也会及时预报太阳爆发对地球的影响。

“毫无疑问，太阳是一颗充满奥秘的星球，人类对它的探索会长期持续下去。探日是一个规模宏大的工程，必将有众多探测器前赴后继飞往太阳。”研究人员表示。正因为有了它们，人类了解太阳和日地之间空间环境的步伐才能够前所未有地加速。