太阳探测卫星工作原理

太阳观测卫星是用于检测太阳活动的卫星，太阳是地球的生命之源，但这个脾气有些暴躁的火球也经常对地球人的生活造成威胁。为了摸清它的脾气，了解太阳磁场中蕴藏的能量以及该能量对地球的影响，对最剧烈的太阳活动——耀斑进行研究，以期最终实现“太空天气”预报，需要太阳观测卫星来实施。

卫星可以帮助科学家预测未来发生足以影响地球上通信安全的太阳风暴的发生时间和强度。科学家预计2012年，即伦敦奥运会期间，正是太阳在其太阳黑点再现的11年周期里“表现”最活跃的时期。爆发的某些物质可能会使得人造卫星受到破坏，导致地球上的输电网络和通信网络出现异常。

太阳的活动还十分平缓，发射观测卫星的行动并不能阻止太阳活动，但是其可以帮助我们提前做好应对准备工作。

中国首颗太阳探测卫星拟明年发射

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)计划于明年（2022年）上半年发射升空。据悉，这颗卫星的发射，将标志我国进入“探日”时代。

据介绍，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。

相关卫星

STEREO

2006年10月25日，美国用德尔它-2火箭成功发射了世界第一对孪生太阳观测卫星——“日地关系观测台”（STEREO）。

来自5个国家的科学家参与了这一项目。这2颗卫星在内部结构上有一些细微差别，利用在太空中相互错开的优越定位“注视”太阳，首次为人类展示太阳黑子爆发时的全景三维图像，并前所未有地展现日地之间能量流动的独特景象，帮助科学家们研究太阳周边环境以及太阳活动对整个太阳系造成的影响，研究日冕的产生、活动及其喷发带来的后果，更精准地观测太阳爆发，了解整个“太空天气”及对地球造成的潜在影响。

“日地关系观测台”将第一次从地球轨道以外给人们传回太阳爆发时的三维图像，这些图像有助于天文学家对太阳风暴给航天员和通信卫星所造成的影响做出准确预测，极大地增进对太阳活动的了解。它还将首次对日地之间的“太空天气”进行拍照与追踪，首次通过无线电三角定位法连续确定行星际激波的位置，以及首次对太阳活动进行拍照并在1天文单位的尺度内对高能粒子进行实地测量。

除了展示太阳三维图像之外，“日地关系观测台”的另一项重要使命是提前预报太阳风暴。太阳风暴主要指太阳上发生的耀斑、“日冕物质抛射”等剧烈活动，属于太空天气的范畴，其中“日冕物质抛射”可以说是太阳系中最猛烈的爆发现象。每次爆发时，会从太阳大气喷发出10亿吨的带电粒子，这些粒子会以每小时数百万千米的速度席卷太空。

如果“日冕物质抛射”方向正对地球，太阳抛射出的数十亿吨的爆炸物不仅能在地球上产生极其壮观的极光，在地球大气层中引发强烈磁暴，还可能使地球上的通讯和导航卫星工作发生中断，甚至可能穿透保护地球的磁场，影响地球上的电力系统和手机网络。此外，喷射中的高能粒子不仅充满太阳系，而且可能有害于人类发射的航天器和在太空工作的航天员。1989年发生的一次太阳风暴曾使加拿大魁北克地区发生大面积停电，有600万居民的供电受到影响。2003年，类似情况再次发生，不仅使瑞典的电力供应中断，还损坏了多颗人造卫星及宇宙飞船。

“日地关系观测台”将探索太阳系内“日冕物质抛射”的缘起、演化及星际影响,进一步认识太阳，揭示太阳与地球的本质关系，了解太阳的稳定性对今后地球大气、气候和环境的影响，减轻“日冕物质抛射”和太阳耀斑对航天器和航天员的负面影响。

人类已研制出许多种类的太阳望远镜，但它们只能站在地球这个方面去观察太阳，并且都无法监测到直接射向地球的太阳风暴，因为太阳的强光总是掩盖了奔向地球的太阳风暴的光亮。而即将发射到远地轨道上的一对“日地关系观测台”，可组成能立体观看太阳与太阳向周围空间喷发的大量气团及带电粒子的巨型“双筒望远镜”，从不同的角度对太阳进行监测，测量和记录太阳耀斑、日冕物质抛射等活动，使人类看到立体的太阳，首次为人类展示太阳爆发时的全景三维图像，并前所未有地展现日地之间能量流动的独特景象。这将帮助人类更深入地了解和预测太阳的爆发现象及其引发的太空气候，乃至其他的行星。

SDO

美国宇航局（NASA）新发射的太阳观测卫星“太阳动力学天文台”（SDO），获得了最为震撼的太阳照片。虽然太阳是我们生活中最常见到的星体，但人类还从来没有如此细致地看到过太阳表面的活动。SDO于2010年2月11日发生升空，运行在36000千米的地球同步轨道，运行寿命为五年。它搭载了三部研究太阳的仪器，能够不间断地对太阳进行观测，照片的清晰度是一台高清电视的10倍。

这三部仪器分别是日震和磁场成像器、大气成像装置、极紫外测变实验装置。其中日震和磁场成像器使用所谓“日震学”的方法来研究太阳内部的构造。就像是地震学家通过地震数据来研究地球内部结构一样，天体物理学家利用声波来达到相似的目的。

4月8日，SDO观测到了一次太阳活动。编号1060的太阳黑子释放了一个小型耀斑，耀斑发出的激波在整个太阳上传播。SDO的照片清楚地显示出太阳大气中的环形磁力线结构（磁环）在激波经过时前后摆动。后来，激波消失在太阳圆面的边缘。但事情并没有结束，四个小时之后，在距离耀斑发生位置20万千米的地方，一个大型的日珥抛射出来。

科学家认为，这个日珥的出现并不是一个偶然事件。激波传播的时候，会破环它所遇到的磁场的稳定性，支撑日珥的磁场被激波打乱了，才出现了这次抛射。

SOHO

在SDO这个探测器之前，美国宇航局曾在1995年发射了太阳与太阳风层探测器（SOHO），这架探测器最初计划的运行时间是两年，后来持续延长，以期能够覆盖太阳活动的11年周期。实际上，过去15年里我们看到的多数太空中拍摄的太阳照片都来自SOHO。SDO是美国宇航局“与日同在”计划中发射的第一颗探测器，“与日同在”计划的目标是理解太阳这颗磁场变化的恒星，测量其对地球上的生活和社会的影响。另一架运行中的太阳探测器是美国宇航局2006年发射的日地关系天文台（STEREO），它能够与SOHO一起从三个角度拍摄太阳的立体图像。日地关系天文台与SOHO一起能够更加准确地计算出日冕物质抛射的方向和抵达地球的时间。与这两架探测器相比，SDO的性能又有了大幅超越，它不但图像清晰度更高，而且能够每秒钟拍摄一张太阳照片。相比之下，STEREO每3分钟拍摄一张，SOHO每12分钟拍摄一张。但SOHO迄今仍有一项其他探测器无法超越的强项：它的“广角和分光日冕观测仪”中有一块“遮阳板”，能够把太阳的主体遮挡起来，让天文学家看到亮度只有主体千万分之一的日冕，对日冕物质抛射进行研究。

Solar-B

日、英、美联合研制的太阳观测卫星“太阳－B”从位于日本南部鹿儿岛县的内之浦宇宙空间观测所成功升空。日本宇宙航空研究开发机构说，大约1小时20分钟后，地面观测站收到“太阳太阳－B”卫星发回的信号，确认卫星与火箭顺利分离，太阳能电池板已经展开。

“太阳－B”发射时重约900千克。今后3年内，它将在距离地面600公里的太阳同步轨道上运行，1年之中可连续8个月对太阳进行不间断的观测。

“太阳－B”搭载有3架高性能的望远镜。依靠这些仪器，卫星将重点观测耀斑等太阳大气中发生的现象，对日冕的成因等进行研究。

日、英、美3国联合研制的“太阳－B”卫星23日顺利升空。它搭载的3架高性能望远镜好比“3只眼”，可帮助科学家更好地了解影响地球万物生长的太阳活动。

科罗纳斯－Foton

俄罗斯于2009年1月底发射了“科罗纳斯－Foton”科研卫星，用于探测太阳内部结构及太阳活动对地球气候、大气层及生物圈的影响。原计划卫星在太空停留3年，但不到一年它就因供电系统故障而提前退役。