中国首颗太阳探测卫星拟明年发射，ASO-S是什么及探测太阳的原因

　　虽然2020年过的不太自由，不过在这一年我们的航天的事业是走出来了非常大的一步，在1月18日的时候中国首辆火星车征名十强出炉是我们探测火星的进度，不过今天中国首颗太阳探测卫星拟明年发射再次引发了非常大的关注度。

　　中科院紫金山天文台表示，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。

　　为何要去探测遥远的太阳？中国的太阳探测卫星有什么特长？

　　除了众所周知的光照外，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。

　　“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？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2018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？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。当然航天事业航天军工也是影响最大的，这个可以在航天军工概念看到相关的消息。

　　中科院紫金山天文台

　　中国科学院紫金山天文台（以下简称“紫台”）前身是1928年2月成立的国立中央研究院天文研究所，1950年5月20日更名为中国科学院紫金山天文台。紫台是我国自己建立的第一个现代天文学研究机构，被誉为“中国现代天文学的摇篮”。

　　紫台是以天体物理和天体力学为主要研究方向的研究所。依据“十三五”发展规划和“创新2020”组织实施方案，紫台发展定位是：面向天文学的重大科学问题，面向国家战略需求，以构建完整的天文科学与技术创新体系为着力点，建设我国一流的天文基础和应用研究及战略高技术研究基地、高层次人才培养基地和国际水平的天文研究中心。紫台总体发展目标是：到2020年，紫台进入国际天文研究机构的先进行列，成为满足国家特定需求的核心机构之一。近期努力建成国际先进或国内领先的以暗物质粒子探测为核心的空间天文探测研究基地；以太赫兹探测技术为支撑，面向天文学重大科学问题的南极天文研究基地；以人造天体动力学和探测技术为支撑，面向国家战略需求的空间目标和碎片观测研究中心；以近地天体探测研究为基础，面向深空探测的行星科学研究中心。

　　紫台“十三五”规划明确了4个重大突破的战略核心方向和5个重点培育的前瞻性方向。4个重大突破分别是：暗物质粒子探测卫星在轨运行与科学研究；中国南极天文台建设；空间碎片监测研究系统建设；先进天基太阳天文台载荷研制与科学应用系统建设。5个培育方向分别是：高能天体物理、太阳物理与空间天文探测技术；宇宙中的恒星形成研究与太赫兹技术；人造天体轨道动力学与探测方法；行星科学与历书天文、深空探测；观测宇宙学与星系形成。

　　紫台设4个研究部：暗物质和空间天文研究部、应用天体力学和空间目标与碎片研究部、南极天文和射电天文研究部、行星科学和深空探测研究部。每个研究部由若干研究团组、实验室和观测基地组成。其中，设5个实验室：暗物质和空间天文实验室、毫米波和亚毫米波技术实验室、天文射电望远镜技术实验室、天体化学和行星科学实验室、行星科学与深空探测实验室；设7个野外业务观测台站：南京紫金山科研科普园区、青海观测站、盱眙天文观测站、赣榆太阳活动观测站、洪河天文观测站、姚安天文观测站和南极冰穹A天文观测站。紫台还与多所大学、科研机构或高新技术企业建立了战略合作关系，成立了联合实验室或研究中心。

　　紫台运行13.7米毫米波望远镜、1米近地天体望远镜、多台套设备组成的空间目标与碎片观测网、Hα太阳精细结构望远镜等地面观测设备。紫台牵头成功研制并运行我国首颗天文科学卫星——“悟空”号暗物质粒子探测卫星（DAMPE），目前正在牵头研制“先进天基太阳天文台（ASO-S）”，计划于2022年发射。

　　紫台建设并运行（含联合）射电天文、空间目标与碎片观测、暗物质与空间天文、行星科学等4个中国科学院重点实验室，是中国科学院空间目标与碎片观测研究中心、中国科学院南极天文中心（筹）两个非法人单元的挂靠单位。