專訪中國太陽探測衛星首席科學家

本報記者 鄧孝慈

中國在探索太空領域正穩步前進，繼嫦娥五號探測器在月球采樣返回、天問一號探測器奔赴火星后，中國首顆太陽探測衛星也即將于2022年升空。為何要去探測遙遠的太陽？中國的太陽探測衛星有什么特長？《環球時報》記者近日專訪了南京中科院紫金山天文臺的該項目首席科學家甘為群。

太陽對我們日常生活有什么影響呢？除了眾所周知的光照外，甘為群介紹說，太陽的異常活動同樣會沖擊現代生活。太陽距離地球平均達1.5億公里，但一旦它“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，與現代生活息息相關的電磁環境將受到嚴重破壞。例如2003年萬圣節期間，太陽就給地球搗了一次大亂，不但多顆科學衛星遭受不同程度損害，全球衛星通信受到干擾，GPS定位也大受影響，從太空到地面，各種需要即時通信和定位的交通系統都不同程度癱瘓。這次太陽風暴事件被稱為“萬圣節風暴”。因此持續地對太陽活動進行監測是非常有必要的。

我國第一顆綜合性太陽探測衛星——先進天基太陽天文臺（ASO-S）的設計目標就是揭示太陽磁場、太陽耀斑和日冕物質拋射（一磁兩暴）的形成及相互關系，預期在軌運行不少于4年。ASO-S也可以通過監測日冕物質拋射在太陽上的爆發情況，準實時地預報它對地球的可能影響，提前1-3天警示人類做好防護工作。

甘為群還強調說，“ASO-S是科學衛星，不是應用衛星，它首先關注的是科學問題”。大眾對科學往往首先提出“這個東西有什么用”。但什么叫科學？科學就是發現和研究自然的規律。太陽是體現物理規律的理想場所，被認為是“天然實驗室”。例如在太陽表面，流體、磁流體、等離子體，全波段輻射，各種波動，各種結構，各種動力學過程，從高溫到低溫，從高密度到低密度，從強磁場到弱磁場，從小尺度到大尺度，從粒子加速和核反應過程……可謂應有盡有，而這些要在天文學科的其他研究對象上進行詳細觀測是不可想象的。

那么該如何觀測太陽呢？甘為群表示，為避開地球大氣的影響，人類早期曾通過氣球進行觀測。隨著太空時代拉開序幕，完全脫離地球大氣影響的科學衛星成為研究太陽的主力。ASO-S搭載3臺有效載荷，用于測量太陽磁場，以及觀測日冕物質拋射和太陽耀斑。它將工作在距離地表720公里的地球極軌，可以滿足近乎24小時連續觀測太陽的要求。甘為群表示，對于太陽觀測能力的優劣不能以距離太陽遠近來衡量。美國曾在2018年發射“帕克”太陽探測器，旨在近距離觀測太陽。它將在2025年運行到距離太陽最近的地方，與太陽中心僅有9.86太陽半徑（約690萬公里）。但由于沒有哪個儀器可以在數千攝氏度的高溫下正常工作，因此“帕克”衛星上的探測器只能在擋板后面工作，測量太陽附近衛星經過地方的環境參數。從這個意義上看，“帕克”衛星的科學目標與我們ASO-S衛星的目標完全不同。

為什么ASO-S選擇在2022年發射？甘為群解釋說，太陽磁場活動周期具有11年的周期，下一個太陽活動周期差不多從2021年開始，2022年逐步進入上升期，預期在2024年到2025年左右達到極大峰值。所以ASO-S從2022年發射正好能覆蓋從早期到上升期到極大的全過程。

據《環球時報》記者了解，ASO-S在2017年年底順利正式批復工程立項。目前衛星工程樣機已經研制完成，進入工程飛行樣前期階段。甘為群表示，衛星初樣性能已通過所有試驗，包括環境模擬和高低溫試驗，預計今年1月底前完成整機轉正樣即飛行樣機研制階段，今年年底完成飛行樣機研制，2022年上半年擇機發射。▲