太陽,這顆距離地球約1.5億公里的恒星,既是地球生命賴以生存的能量源泉,也是影響人類科技活動的重要空間環境因素。從衛星通信中斷到電網癱瘓,從導航系統失靈到航天員安全受威脅,太陽活動引發的空間天氣事件正日益成為人類必須面對的挑戰。為破解太陽活動規律,我國計劃在2028至2029年間發射"羲和二號"太陽探測器,前往日地拉格朗日L5點開展長期觀測,這項任務將開啟人類太陽立體探測的新篇章。
太陽活動對人類社會的直接影響曾險些引發全球性災難。1967年5月,正值冷戰高峰期,美國多套預警雷達系統突然同時失靈,軍方誤判為蘇聯發動的電子戰攻擊,核打擊指令幾乎下達。關鍵時刻,天文學家證實這是太陽耀斑引發的地磁暴所致。這次事件促使美國建立空間天氣預警系統,也讓全球科學家認識到系統研究太陽活動的重要性。如今,太陽活動每11年進入高峰期時,劇烈的日冕物質拋射可在8分鐘內抵達地球,引發地磁暴導致衛星故障、電網過載等連鎖反應。
作為天然的恒星物理實驗室,太陽為研究恒星演化提供了絕佳樣本。其表面溫度約5500℃,但日冕溫度卻高達百萬攝氏度,這種反常的加熱現象至今仍是未解之謎。太陽風以每秒400公里的速度向外擴散,其加速機制同樣困擾著科學家。"羲和二號"將通過多維度觀測,嘗試解答這些基礎物理問題,同時追溯太陽系形成初期的原始狀態。
選擇日地拉格朗日L5點作為觀測站位,凝聚著科學家的精妙計算。在太陽與地球的引力平衡點中,L5點位于地球公轉軌道后方60度位置,如同始終跟隨地球的"太空哨兵"。這個特殊位置使探測器能以極低能耗維持軌道,且公轉周期與地球完全同步,便于地面站持續跟蹤。更重要的是,當太陽活動區旋轉至面向地球前4-5天,L5點就能提前捕捉到相關跡象,為空間天氣預報爭取寶貴時間。
任務時間窗口的選擇同樣經過深思熟慮。2028-2029年正處于第25太陽活動周由盛轉衰階段,此時大型耀斑等劇烈活動仍會發生,但頻率降低使得科學家能更清晰地追蹤單個活動區的完整演化過程。這種觀測條件對于研究磁場重聯、等離子體加速等微觀物理過程至關重要,有望突破以往在活動高峰期因現象疊加導致的觀測瓶頸。
"羲和二號"采用磁懸浮控制衛星平臺,這種創新設計使探測器具備納米級指向精度,能有效抑制衛星振動對觀測的影響。其搭載的五大類科學載荷形成互補觀測網絡:日冕儀將首次在L5點對日冕物質拋射進行三維成像;太陽風粒子分析儀可精確測量粒子成分與能量分布;高精度磁像儀則能連續監測太陽磁場演變。這些設備協同工作,將構建起太陽活動從內部磁場到外層大氣的完整觀測鏈。
該任務的科學目標直指太陽物理核心難題。通過長期監測,科學家期望建立太陽風暴預警模型,將現有1-2天的預警時間延長至4-5天。在基礎研究層面,探測器將收集日冕加熱和太陽風加速的關鍵數據,驗證不同理論模型的適用性。這些成果不僅服務于空間天氣預報,還將為深空探測、載人航天等國家重大工程提供環境保障。國際太陽物理界普遍認為,"羲和二號"與近地軌道探測器組網后,將形成全球最完備的太陽觀測體系。











