科技日报记者 陆成宽
记者9月30日从中国科学院获悉，中欧联合研制的太阳风-磁层相互作用全景成像卫星（“微笑”卫星，SMILE）顺利通过在轨测试评审，正式转入科学运行阶段。同日，中欧双方发布卫星四台科学载荷首批在轨观测图像和探测数据。其中，多项成果属国际首次。
“微笑”卫星要回答一个看似简单、实则复杂的问题：太阳吹出的带电粒子风，撞上地球磁场后会发生什么？这个过程会引发极光、磁暴，也可能影响卫星、通信、导航和电网。过去，科学家大多只能局部“点测”；现在，“微笑”卫星试图给太阳风与地球磁层的相互作用拍一部“全景电影”。
在首批成果里，最引人关注的是极光观测。卫星上的紫外极光成像仪（UVI）国际首次获取不间断北半球极光全景及精细结构影像。它就像一台放在太空里的“极光全景相机”，最长连续观测44小时，最高每5秒拍一帧。极光是太阳风与地球磁层相互作用的“可视化窗口”，这些图像能帮助科学家看清能量如何沉积、空间等离子体如何运动。
软X射线成像仪（SXI）则拍下了首张图像。它是国际首台对地星载软X射线成像仪，首图显示的是约16万光年外大麦哲伦星云中的超新星遗迹。进入科学运行阶段后，它将转向真正的主战场，观测地球磁层边缘被太阳带电粒子击中时释放的软X射线。借助它，“微笑”卫星成为首个对地球磁场进行详细且长时间X射线观测的航天器。
与两台成像仪不同，另外两台载荷负责原位探测，相当于到现场“取证”。磁强计（MAG）国际首次获得地球极高轨高分辨率磁场数据，分辨率优于0.1纳特斯拉，能捕捉太阳风的微弱变化。它已穿越弓激波，测到太阳风磁场被压缩、磁鞘区磁场强烈波动的过程，数据与多源综合太阳风数据集（OMNIweb）比对一致。低能离子分析仪（LIA）国际首次获得地球极高轨高分辨率离子数据，能看清离子能量、方向和通量分布随时间的变化。
“微笑”卫星中方首席科学家、中国科学院国家空间科学中心主任王赤院士表示，这些图像和数据，将为研究太阳风-磁层相互作用提供全新视角。过去，空间天气研究常受限于“看得不全”或“测得不细”；“微笑”卫星利用独特的大椭圆轨道，把成像观测和原位探测结合起来，首次对磁层顶、极尖区和极光卵进行同步观测，有望提升人类对空间天气的预报能力。
这些成果背后，是中欧双方的深度合作。“微笑”卫星由中国科学院与欧洲空间局联合研制，是中国科学院空间科学先导专项（二期）收官之作，也是继“双星计划”之后中欧又一次大型空间科学合作项目。随着科学运行开启，这颗卫星将继续在太空“凝视”太阳风与地球磁层的每一次碰撞，为人类认识空间天气写下新的注脚。
（图像来源：中国科学院、欧洲空间局）
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