中国首颗太阳探测卫星ASO-S的科学目标，就是要观测和研究太阳磁场、太阳耀斑、日冕物质抛射三者之间的关系，简称“一磁两暴”。

为实现这一目标，ASO-S上将搭载3个主要载荷：全日面太阳矢量磁像仪(FMG)、莱曼阿尔法太阳望远镜(LST)、太阳硬X射线成像仪(HXI)，它们将分别用来观测太阳磁场、耀斑和日冕物质抛射。

据悉，“先进天基太阳天文台(ASO-S)”，2021年4月底通过了中国科学院组织的背景型号阶段结题验收。中国科学家团队正全力以赴推进太阳探测卫星计划。他们希望赶在下一个太阳活动峰年的前夕(即2021年)，将其射入轨道，以完整记录太阳活动第25周的“太阳风暴”。

扩展资料：

中国首颗太阳探测卫星拟于2022年发射

21日，记者从中科院紫金山天文台获悉，我国第一颗综合性太阳探测卫星——先进天基太阳天文台（ASO-S）计划于2022年上半年发射升空。这颗卫星的发射，将标志我国进入“探日”时代。

对此，网友激动地表示：“期待早日拥抱太阳。”“优秀的中国航天人。”

参考资料来源：百度百科－先进天基太阳天文台

在距离地球1.5亿公里的太空中，有一颗时时刻刻都在发光发热的巨大恒星，它放射着的耀眼光芒，穿透大气，为地球带来了光明与热量，它就是太阳。

太阳是与人类关系最密切的恒星，也是唯一一颗可以详细研究的恒星，研究太阳磁场、太阳耀斑和日冕物质抛射（一磁两暴）具有重要的科学和实际意义。

继“探月”“探火”之后，我国“探日”正在提上日程。目前，我国第一颗综合性太阳探测卫星——先进天基太阳天文台（ASO-S），即将进入正样研制阶段。这意味着，卫星的工程样机研制已经接近完成，再经过1年左右的正样研制，ASO-S可望于2022年发射升空，届时将详细记录第25个太阳活动周的“太阳风暴”，并及时预报太阳爆发对地球的可能影响。

“太阳轨道飞行器”发射升空，首次在太阳的较高纬度给太阳南北两极拍照。新华社发

太阳是一个物理实验室

逐日追风，人类自古有之。

尽管太阳与地球平均距离达1.5亿公里，但一旦太阳“发威”，就会给地球带来不可估量的后果。

2003年，太阳爆发了一次强磁暴，使欧美的GOES、ACE、SOHO和WIND等一系列科学卫星遭受了不同程度损害，导致全球卫星通讯受到干扰，GPS全球定位系统受到影响，定位精度出现偏差，致使地面和空间一些需要即时通讯和定位的交通系统遭到不同程度的瘫痪。

“究其原因，就是太阳发射出大量带电高能粒子，对地球电磁环境造成严重破坏，其中尤以太阳黑子、耀斑和日冕物质抛射最为显著。”河北大学物理科学与技术学院副教授肖勇介绍。

太阳黑子存在于太阳光球表面，是磁场的聚集之处，借助现代 科技 ，科学家们观测到太阳黑子的数量和位置每隔11年就会出现周期性的变化。

太阳耀斑则是一种强烈的辐射爆炸，是太阳系中最激烈的局地爆炸事件，它所辐射出的光的波长横跨整个电磁波谱。

日冕物质抛射则是太阳释放能量的另一种形式，一个巨大的日冕物质抛射可包含数十亿吨的物质短时间内离开太阳。

而归根结底，无论是黑子、太阳耀斑还是日冕物质抛射，它们的根源都是太阳磁场。

“从研究自然规律、自然科学的角度来说，太阳是一个非常好的天然的物理实验室，可供研究的内容非常丰富。”有专家说，太阳上发生的物理现象，在中学到大学的物理教科书和物理学前沿研究中都能找到相应的内容。除了太阳内部物理过程，太阳的表面、大气、磁场、结构、波动、全波段辐射、等离子体、流体的规律……都可以观测研究，而这些物理现象在其他天体上进行详细观测是不可想象的。

自上世纪60年代以来，世界各国已经先后发射了70多颗太阳探测卫星进入太空。2021年，备受瞩目的美国帕克太阳探测器发射升空，它以前所未有的近距离对太阳进行观测。

目前，“帕克”已经收获了很多惊喜。超级巨浪、浮动磁岛、带电粒子的“骤雨”、“隐形”日冕物质抛射。

那么，为什么要在空间进行太阳探测？

专家解释，由于地球大气层的存在，在地面上对太阳进行观测，只能观测到可见光和有限的射电辐射，它们在宽广的太阳辐射波谱中只占很小的一部分。而更多波段辐射，比如大部分紫外和红外线、X射线和伽马射线等高能辐射，在到达地面前就被地球大气吸收掉了。

“卫星的优势在于能够完全脱离地球大气的影响，从各个波段研究太阳，从而描绘出一幅完整的太阳图像。”肖勇说。

早在1976年，我国就尝试提出和实施太阳空间探测卫星，数十年过去，迄今我国仍没有发射过一颗太阳探测专用卫星。因此，人们对中国第一颗综合性太阳探测卫星ASO-S充满期待。

“打造这颗卫星的想法在上世纪九十年代就已形成，之后不断修正完善，直到2021年中科院启动空间科学先导专项，ASO-S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。”ASO-S卫星工程首席科学家、中科院紫金山天文台甘为群在公开报道中表示。

ASO-S卫星大有不同

ASO-S卫星与其他国家的太阳探测卫星相比较，有何不同？专家介绍，ASO-S最大的特点，就是其科学目标。

太阳磁场、太阳耀斑和日冕物质抛射之间的关系是太阳物理学领域最重要的课题之一。太阳磁场、耀斑和日冕物质抛射简称为“一磁两暴”，而ASO-S的科学目标也正是“一磁两暴”。

为了实现这一科学目标，ASO-S的载荷配置很有特色。

据介绍，ASO-S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。

“在天文研究中，组合观测即在多波段同时进行观测非常重要。”肖勇解释，不同的波段反映不同的物理过程，同一个东西在同一时间通过不同的波段观测，能够反映物理的不同方面。

这即是ASO-S卫星的特色所在。

当然，除了组合特色外，三台仪器也有自己的特色。“比如全日面矢量磁像仪，其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，我们有99个探测器；莱曼阿尔法太阳望远镜则是进行内日冕观测，同时莱曼阿尔法本身又是一个新的波段窗口。”研发人员表示。

在ASO-S之前，我国的“探日”卫星属于空白，没有多少经验可循，关键技术的攻坚克难可谓“难比登天”。

“仅硬X射线成像仪就至少需要攻克三个关键技术。”研发人员说，“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（1微米=0.001毫米)，比头发丝还要细。就像做一本书一样，先加工一张张带有狭缝的薄‘纸’，再把一张张的薄纸粘贴成一本有着均匀缝隙的‘厚书’，每条缝隙的对齐精确要远小于狭缝的宽度。”

此外，硬X射线成像仪的前端光栅和后端光栅相差1.2米，光栅在前后端要对得分毫不差才行，否则无法成像，同时还要考虑热胀冷缩、空间环境恶劣、经历发射过程等因素。这一技术之前在我国是空白。

还有莱曼阿尔法望远镜，它实际上由三台望远镜组成，其中最难研发的一台叫作日冕仪。日冕仪不是看太阳的“圆盘”，而是看太阳“圆盘”外面从1.1个太阳半径到2.5个太阳半径的区域，这一区域的光跟“圆盘”比相差10的-7次方到10的-8次方。“由于它的光太弱了，必须要把日面的强光挡住，才能测到这一区域的光，难度可想而知。”研究人员表示。

详细记录“太阳风暴”

据了解，目前ASO-S卫星工程样机研制即将完成，即卫星已经从图纸做成了产品。工程样机将进行一系列的实验，其中最重要的就是环境模拟实验，模拟它在天上工作，模拟遥感遥测等全套工作流程。计划2022年上半年择机发射。

“之所以选择在2022年发射，跟太阳活动周期有关。”研发人员介绍，2021年到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年到2026年之间。

“太阳探测卫星预计工作时长为4年。”研发人员表示，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上天后，将在距离地表720公里的轨道上工作。为何选择这个距离？

据介绍，硬X射线成像仪原则上要求轨道低一点，日冕仪又要求轨道高一点，研发人员做过轨道优化设计，论证出720公里比较合适。这样的轨道设计还能够满足差不多一天24小时连续观测太阳。

“太阳研究与人类生活密切相关。”肖勇说，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项目在研究“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。据计算，一旦发生日冕物质抛射等爆发活动，科学家可以至少提前40个小时得到信息，就像地球上的天气预报一样，及时预警，做出防护举措，以避免人类生存环境受到破坏。

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1月21日，记者从中科院紫金山天文台获悉，我国第一颗综合性太阳探测卫星——先进天基太阳天文台（ASO-S）计划于2022年上半年发射升空。这颗卫星的发射，将标志我国进入“探日”时代。

太阳对我们日常生活有什么影响呢？

除了众所周知的光照外，甘为群介绍说，太阳的异常活动同样会冲击现代生活。太阳距离地球平均达1.5亿公里，但一旦它“发威”，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，与现代生活息息相关的电磁环境将受到严重破坏。例如2003年万圣节期间，太阳就给地球捣了一次大乱，不但多颗科学卫星遭受不同程度损害，全球卫星通信受到干扰，GPS定位也大受影响，从太空到地面，各种需要即时通信和定位的交通系统都不同程度瘫痪。这次太阳风暴事件被称为“万圣节风暴”。因此持续地对太阳活动进行监测是非常有必要的。

我国第一颗综合性太阳探测卫星——先进天基太阳天文台(ASO-S)的设计目标就是揭示太阳磁场、太阳耀斑和日冕物质抛射(一磁两暴)的形成及相互关系，预期在轨运行不少于4年。ASO-S也可以通过监测日冕物质抛射在太阳上的爆发情况，准实时地预报它对地球的可能影响，提前1-3天警示人类做好防护工作。

甘为群还强调说，“ASO-S是科学卫星，不是应用卫星，它首先关注的是科学问题”。大众对科学往往首先提出“这个东西有什么用”。但什么叫科学？科学就是发现和研究自然的规律。太阳是体现物理规律的理想场所，被认为是“天然实验室”。例如在太阳表面，流体、磁流体、等离子体，全波段辐射，各种波动，各种结构，各种动力学过程，从高温到低温，从高密度到低密度，从强磁场到弱磁场，从小尺度到大尺度，从粒子加速和核反应过程……可谓应有尽有，而这些要在天文学科的其他研究对象上进行详细观测是不可想象的。

那么该如何观测太阳呢？

甘为群表示，为避开地球大气的影响，人类早期曾通过气球进行观测。随着太空时代拉开序幕，完全脱离地球大气影响的科学卫星成为研究太阳的主力。ASO-S搭载3台有效载荷，用于测量太阳磁场，以及观测日冕物质抛射和太阳耀斑。它将工作在距离地表720公里的地球极轨，可以满足近乎24小时连续观测太阳的要求。甘为群表示，对于太阳观测能力的优劣不能以距离太阳远近来衡量。美国曾在2021年发射“帕克”太阳探测器，旨在近距离观测太阳。它将在2025年运行到距离太阳最近的地方，与太阳中心仅有9.86太阳半径(约690万公里)。但由于没有哪个仪器可以在数千摄氏度的高温下正常工作，因此“帕克”卫星上的探测器只能在挡板后面工作，测量太阳附近卫星经过地方的环境参数。从这个意义上看，“帕克”卫星的科学目标与我们ASO-S卫星的目标完全不同。

为什么ASO-S选择在2022年发射？

甘为群解释说，太阳磁场活动周期具有11年的周期，下一个太阳活动周期差不多从2021年开始，2022年逐步进入上升期，预期在2024年到2025年左右达到极大峰值。所以ASO-S从2022年发射正好能覆盖从早期到上升期到极大的全过程。

我们国家近几年也是连续发射了很多的卫星和神舟飞船，在i月份我们国家在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭，成功将天链二号03星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。

本次运载火箭发射的天连二号03星，主要的功能是用作对于运行在太空之中的卫星或者是飞船的消息的传达， 还有的主要是用作在载人航天飞船的航天器，还有就是一些远距离轨道的信息中继和测控，为一些位置比较远的航天器进行远程测控，当然我们之前也是发射过星链一号和星链二号，所以说在星联三号可以进行完整运行之后，也是会和星链一号和二号同时进行工作，组成星网，负责我们国家所有的卫星信息传输以及测控。还可以提供24小时无间断的通信。

说到中继卫星，很多的人可能不是很熟悉，中继卫星其实就是在二者之间的一个联系或者说是沟通，中国“天链”中继卫星最主要的任务是为飞船、空间实验室、空间站等载人航天器提供数据中继和测控服务，例如天地通话、太空授课、交会对接、出舱活动等重要任务的通信就是以“天链”中继卫星为主来完成的。 所以说这些还都是比较重要的。

当然我们国家在航天事业的方向上发展还是非常不错的，要知道我们国家从无到有，这之间是要付出多大的努力才能做到这个样子，这当然也和我们国家的航天人不懈的努力有关系的，没有我们国家航天人的大国工匠精神，在航天事业上的不断探索，不断进步，我们怎么会有今天这个这么辉煌的航天事业，发射这么多的卫星以及空间站，空间飞船，甚至是对空间的探索问题。

首先是对于“羲和号”成功实现了世界首例天基太阳Hα波段光谱扫描成像有重大意义。以及世界首次在轨获取太阳Hα、SiI、FeII谱线精细结构。根据这些谱线的精细结构，可以推断出高精度的全太阳色球和光球多普勒速度场，详细记录太阳大气中发生的活动，从而研究太阳活动的物理过程。

其次是对于SiI谱线的完整轮廓有很大意义。“羲和号”的高光谱分辨率和高时间分辨率观测可以对太阳光球层和色球层进行深度“CT”扫描。作为卫星的主要科学载荷，Hα光谱成像仪是太阳的专属“摄影师”。它可以在46秒内完成4600多步的全太阳扫描，获得超过1600万个点的光谱信息，获得超过300个波长点的太阳图像。这些光谱隐藏了太阳光球层和色球层不同层次的大气信息。

再者是能够更好地观察太阳光谱。早晚在海拔517公里的太阳同步轨道上，510公斤重的“羲和号”注视着太阳。通过双超平台的超高指向精度和超高稳定性，搭载Hα成像光谱仪的“羲和号”可以通过白光连续成像和光谱扫描成像两种方式更好地观测太阳。在白光连续成像模式下，可以获得全太阳图像，就像按下手机快门拍照一样简单。

要知道的是“羲和号”成功实现了世界上第一个天基太阳Hα波段光谱扫描成像，世界上第一次在轨获取太阳Hα、SiI和FeI线的精细结构。根据这些谱线的精细结构，可以推断出高精度的全太阳色球和光球多普勒速度场，详细记录太阳大气中发生的活动，从而研究太阳活动的物理过程。.目前，“西河”号每天都在按照既定的任务计划进行科学观测。已观测到近100次太阳喷发，相关研究工作正在进行中，科学数据已向世界开放共享。