國際“群雄逐日” 中國“羲和”有何潛力？

中新社北京8月30日電 (馬帥莎 鄭瑩瑩)中國國家航天局30日發(fā)布“羲和”探日成果。在人類文明發(fā)展進程中，研究并認識太陽，一直是國內(nèi)外科學(xué)家關(guān)注的重中之重，而空間太陽探測具有不受地球大氣吸收影響的優(yōu)勢。作為中國首顆太陽探測科學(xué)技術(shù)試驗衛(wèi)星，“羲和號”有何突出表現(xiàn)，“雙星逐日”景象何時實現(xiàn)，中國探日計劃的未來重點是什么等話題備受關(guān)注。

2021年10月14日18時51分，中國在太原衛(wèi)星發(fā)射中心采用長征二號丁運載火箭，成功發(fā)射首顆太陽探測科學(xué)技術(shù)試驗衛(wèi)星“羲和號”。 中新社發(fā) 鄭逃逃 攝

“羲和”逐日 中國正式步入空間“探日時代”

“十四五”以來，中國太陽空間物理迎來新的發(fā)展機遇期。2021年10月14日，中國首顆太陽探測科學(xué)技術(shù)試驗衛(wèi)星“羲和號”成功發(fā)射，標志著中國正式步入空間“探日時代”。

“羲和號”衛(wèi)星由國家航天局批復(fù)立項、航天科技集團八院抓總研制，運行于517千米高度太陽同步軌道，主載荷是太陽Hα成像光譜儀，可以獲得太陽光球?qū)雍蜕驅(qū)硬煌叨忍幍奶枅D像，相當于對太陽大氣進行CT掃描。

此外，“羲和號”在國際上首次獲得太陽全日面Hα譜線、SiⅠ譜線和FeⅠ譜線的精細結(jié)構(gòu)和光譜成像，以及幾十個太陽耀斑的資料。根據(jù)Hα譜線精細輪廓，反演出高精度的全日面色球和光球多普勒速度場，相當于拿放大鏡看太陽的活動過程，這是以往觀測從未實現(xiàn)的。

自成功發(fā)射以來，“羲和號”累計下傳原始觀測數(shù)據(jù)50Tbit，生成科學(xué)數(shù)據(jù)約300Tbit，這些數(shù)據(jù)已向全球開放共享，得到美、法、德等國太陽物理研究學(xué)者的廣泛應(yīng)用。

“先進天基太陽天文臺”即將發(fā)射 開啟“雙星逐日”

“先進天基太陽天文臺”(ASO-S)是中國即將實施的綜合性太陽探測科學(xué)衛(wèi)星。衛(wèi)星發(fā)射重量約888千克，運行于720千米高度太陽同步軌道。

該衛(wèi)星的科學(xué)目標為“一磁兩暴”，一磁是指太陽磁場，兩暴是指太陽上兩類最劇烈的爆發(fā)現(xiàn)象——耀斑和日冕物質(zhì)拋射，即同時觀測太陽磁場、太陽耀斑(非熱輻射和紫外輻射)和日冕物質(zhì)拋射，研究其形成機理、相互作用和彼此關(guān)聯(lián)，揭示太陽磁場演變導(dǎo)致太陽耀斑和日冕物質(zhì)拋射爆發(fā)的內(nèi)在物理聯(lián)系，同時為災(zāi)害性空間天氣預(yù)報提供支持。

“先進天基太陽天文臺”發(fā)射后，將與“羲和號”一并實現(xiàn)對日聯(lián)合探測，形成“雙星逐日”景象。從觀測波段上看，“羲和號”關(guān)注的Hα譜線反映太陽低層大氣，即光球?qū)雍蜕驅(qū)拥膭恿W(xué)過程；“先進天基太陽天文臺”關(guān)注的萊曼阿爾法譜線反映太陽高層大氣，及日冕的動力學(xué)過程，兩者各有側(cè)重、相互補充。

“群雄逐日” 中國探日工程“三步走”持續(xù)發(fā)力

當前，國際太陽空間探測已進入新階段，全方位、多視角、多波段探測等技術(shù)各顯神通，如印度的“Aditya-L1計劃”，美國的PUNCH計劃，中歐合作項目“微笑計劃”。

目前，中國正在論證未來太陽空間物理發(fā)展規(guī)劃，擬分步實施“日地L5點探測”“太陽極軌探測”“太陽抵近探測”等“三步走”計劃，將從不同方向和距離觀測太陽，以解決諸如太陽磁場產(chǎn)生和演化及其與太陽活動的關(guān)系、太陽爆發(fā)的物理機制及其對空間天氣的影響這類重大科學(xué)和應(yīng)用問題。

其中，日地L5點探測工程作為國內(nèi)外關(guān)注熱點，是后續(xù)中國太陽空間探測發(fā)展重點，通過利用日地L5點軌道的特殊優(yōu)勢，長期穩(wěn)定地觀測太陽及行星際空間，提前4到5天觀測到即將面向地球的太陽活動區(qū)，監(jiān)測太陽爆發(fā)向地球傳播的整個過程，這將為探索太陽磁場的起源和演化、揭示太陽活動的三維結(jié)構(gòu)和物理機制、監(jiān)測太陽爆發(fā)的行星際傳播和對地響應(yīng)提供有力支撐。(完)