资料来源：《科技日报》
目前，我国首颗综合太阳探测卫星——先进天基太阳天文台(ASO-S)即将进入样机研制阶段。
在距离地球1.5亿公里的太空中，有一颗巨大的恒星一直在发光发热。它耀眼的光穿透大气层，给蓝色的地球带来光和热。是太阳。
太阳是离人类最近的恒星，也是唯一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具有重要的科学和现实意义。
“目前，我国首颗综合太阳探测卫星——先进天基太阳观测站(ASO-S)即将进入样机研制阶段。”1月30日，ASO-S卫星工程首席科学家、中国科学院紫金山天文台研究员甘告诉《科技日报》记者。
这意味着该卫星的工程样机已经接近完成，经过大约一年的样机开发，ASO-S预计将于2022年发射。届时将详细记录第25个太阳活动周的“太阳风暴”，并及时预测太阳爆发对地球可能造成的影响。
图片来源：中科院紫金山天文台为什么是太阳？
大约46亿年前，在距离银河系中心约26000光年的旋臂上，一团分子在自身重力作用下开始坍缩，逐渐形成了我们今天所熟悉的太阳。
从古至今，太阳引起了太多人类的思考，我们对这颗耀眼的恒星充满了好奇。然而，人们最关心的是太阳对地球的影响。
虽然太阳与地球的平均距离为1.5亿公里，但一旦太阳“蓬勃发展”，就会给地球带来不可估量的后果。
2003年万圣节期间，太阳爆发了一场强磁暴，损毁了GOES、ACE、SOHO、WIND等一系列欧美科学卫星。导致全球卫星通信干扰，GPS全球定位系统冲击，定位精度偏差，需要即时通信定位的地面和空间部分交通系统瘫痪。
原因是太阳放出大量带电高能粒子，对地球电磁环境造成严重破坏，特别是黑子、耀斑和日冕物质抛射。
太阳黑子存在于磁场聚集的太阳光球层表面。借助现代科学技术，科学家们观察到太阳黑子的数量和位置每11年就会周期性变化。
太阳耀斑是一种强烈的辐射爆炸，是太阳系中事件最强烈的局部爆炸。太阳耀斑辐射的光波长跨越了整个电磁波谱。
日冕物质抛射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以包含数十亿吨的物质，并在短时间内离开太阳。
归根结底，无论是太阳黑子、太阳耀斑还是日冕物质抛射，其根源都是太阳磁场。
“从研究自然规律和自然科学的角度来看，太阳是一个非常好的自然物理实验室。除了太阳的内部物理过程之外，太阳表面、大气、磁场、结构、波动、全波段辐射、等离子体和流体。法律.可以观察和研究。”甘对说道。
据计算，一旦发生日冕物质抛射，科学家至少可以在它影响地球前40小时获得信息，以便及时防护，避免可能的损害。
日冕物质抛射-ESANASA/SOHO，太阳耀斑-SDO，黑子-NSO/AURA/NSF。图片来源：中国科学院紫金山天文台为太阳能研究贡献中国力量
自20世纪60年代以来，世界各国已经向太空发射了70多颗太阳能探测卫星。
2018年，美国派克太阳探测器发射升空，以前所未有的近距离观测太阳，取得了可观的成果。
为什么要在太空探索太阳？甘魏群解释说，因为地球上有大气层，所以在地面上只能观察到太阳的可见光和有限的无线电辐射，它们只占太阳辐射光谱的一小部分。更多波段的辐射，如大多数紫外线和红外线、X射线和伽马射线，在到达地面之前被地球大气层吸收。
去年7月，“田文一号”随中国首次火星探测任务一起发射。几个月后，“嫦娥五号”返回者带着月球样品安全着陆.近年来，中国的“探月”、“探火”工程逐步推进，不断取得重大突破，中国的“探月”也提上日程。
2016年4月28日，中国科学院空间科学战略试点科技专项背景示范项目“先进天基太阳观测站(ASO-S)”通过了中国科学院国家空间科学中心组织的项目完成审查。经过一年多的深入研究和全面论证，ASO-S终于在2017年底获得中科院批准。
事实上，早在1976年，中国就试图提出并实施一颗太阳能太空探索卫星。几十年过去了，到现在为止，中国还没有发射过专门的太阳探测卫星。因此，我们期待着中国的第一颗综合太阳能探测卫星ASO-S。
“在国际天文学中，我国太阳物理研究论文总数已居世界第二，但这些论文中使用的数据大多来自国外卫星观测，我们缺乏原创性的贡献。ASO-S不仅能有第一手资料，还能为国际天文研究贡献中国力量。”甘对说道。
“建造这颗卫星的想法是在20世纪90年代形成的，然后不断修正和完善。直到2011年中国科学院启动空间科学试点项目，ASO-S才步入正轨，经历了一套空间科学卫星项目的标准。程序。”甘魏群说，ASO-S估计为20
22年完成发射任务，随后按照计划进入720公里高的太阳同步轨道开始探索太阳的重任。
探索太阳的一系列任务，发光处为研制中的ASO-S卫星。图片来源：中科院紫金山天文台
中国探日卫星有何不同
与国际上之前的70多颗太阳探测卫星相比，ASO-S卫星最大的特点是 “一磁两暴”的科学目标，即在一个卫星平台上同时观测太阳磁场、太阳耀斑和日冕抛射，研究它们三者之间的关系。
为了观测“一磁两暴”，ASO-S将搭载3台不同功能的太阳探测望远镜，它们的有机组合，构成了ASO-S的又一个特点。
“我们的卫星将携带三台仪器，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。”甘为群说，除了三台仪器的组合特色外，三台仪器又各有一些自己的特色。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，同时莱曼阿尔法谱线本身又是一个新的观测波段窗口。
在此之前，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”。就拿硬X射线成像仪一个仪器来说，需要攻克三项关键技术。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硬金属加工的光栅构成的，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，比头发丝还要细。甘为群把制作过程比作加工一本书，首先要生产出带有狭缝的“纸”，再严格控制好纸与纸之间的距离，粘成一本缝隙均匀的厚“书”。此外，还要综合考虑热胀冷缩、空间环境恶劣、经历发射过程等因素。
2021-2022年正处于第25个太阳活动周期的开始阶段，太阳黑子将越来越多，太阳磁场也会越来越强，太阳的爆发就会增加，预期在2025年前后达到峰值，2022年发射应该是一个非常好的时机，能够观测到一个较为完整的太阳周期。
升空后，ASO-S卫星将在距离地表720公里的太阳同步轨道运行，该轨道穿过地球的南极和北极，倾角在98度，这个角度能够确保卫星24小时连续不断地观测到太阳。ASO-S卫星的预期在轨运行时间将不少于4年。
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