揭秘探日“先锋官”

焦维新

太阳也会发脾气？

太阳是宇宙中与人类关系最密切的一颗恒星，在地球演化和人类文明发展过程中发挥着不可替代的作用。太阳给地球带来光和热，是维持地球上一切生命的源泉，地球大气的循环、昼夜的交替、四季的轮转、地球冷暖的变化都是太阳作用的结果。

太阳并不总是温柔的，有时会发脾气——发生爆发性活动，即在短时间内爆发式地释放出巨大的能量。太阳的活动和条件几乎在每个时间尺度上都不同，太阳磁场大约每22年会发生一次完全的方向变化，会产生大约11年的太阳活动周期。随着磁场变得越来越复杂，它会在太阳表面附近释放能量，即以太阳耀斑、日冕物质抛射或极快的带电粒子释放的形式出现，这些就是太阳的爆发性活动。

太阳的爆发性活动不会像地震、暴雨那样给人类带来直接的、巨大的灾难，这个大可放心。但由于人类进入太空时代已经半个多世纪，对各种卫星以及导航、定位、通信等高科技系统的依赖性越来越强，而卫星与高科技系统恰恰会受到太阳活动的直接影响，因此，太阳的“发怒”会严重影响航天、导航、定位、通信等高科技系统。于是，观测和预报太阳的爆发性活动就非常重要了。

2021年10月14日18时51分，中国成功发射首颗太阳探测科学技术试验卫星羲和号

离太阳越来越近的探日卫星

自古以来，人们就关注太阳，广义的观测可以追溯到上古时代，中国早在汉成帝河平元年（公元前28年）就有了肉眼观测太阳黑子的记录。对太阳进行系统观测则始于1610年，即伽利略发明天文望远镜后的第二年，人类开始用望远镜观测和记录太阳黑子，开启了太阳科学观测的时代。经过400多年的发展，尤其自20世纪50年代末进入太空时代以来，通过地基太阳望远镜和天基太阳探测器的联合观测，人类对太阳有了全新认识。

到目前为止，世界各国已经发射了45颗太阳探测器，即太阳观测卫星。随着科学技术的发展，太阳观测卫星的水平越来越高，而且越来越靠近太阳观测。例如，帕克太阳探测器到太阳表面最近距离只有太阳半径的8.86倍，比水星到太阳的距离还近许多。

艺术家绘制的帕克太阳探测器接近太阳的概念图（图片来源/美国国家航空航天局）

羲和号的“金钥匙”

2021年10月14日，中国第一颗太阳探测科学技术试验卫星羲和号顺利升空，打破了中国无太阳探测专用卫星的历史，拉开了中国太阳空间探测的序幕。

羲和号的全名是“太阳Hα光谱探测与双超平台科学技术试验卫星”。Hα波段的光谱成像仪是羲和号观测太阳的“金钥匙”，它专门观测光球层和色球层，在国际上首次实现了全日面Hα波段的光譜成间小于60秒），我们可以获得日面上近1600万个点的光谱信息，这是前所未有的。太阳Hα谱线是研究太阳活动在光球和色球响应时的最好谱线之一，对该谱线进行数据分析，可获得太阳爆发时的大气温度、速度等物理量的变化，研究其动力学过程和物理机制。

在国际太阳探测的热潮中，中国相关科研工作也将更上一层楼。未来的“夸父”计划是研制发射先进天基太阳天文台卫星，发射后将位于日地系统第一拉格朗日点——这是最佳位置，可以不间断地观测太阳。该项目已纳入中国科学院先导计划，计划于2022年发射。

（责任编辑/高琳 美术编辑/周游）