在第十一个“中国航天日”主场活动于成都启动之际,国家航天局发布了一则引人瞩目的消息——“羲和二号”国际合作机遇正式向全球公开。与此同时,一场关于太阳探测的深度对话在活动间隙展开。中国科学院院士、天体物理学家方成,作为“羲和号”科学总顾问及“羲和二号”项目科学团队核心成员,向红星新闻记者独家透露了我国在太阳探测领域的重大规划。
方成院士用带着南京口音的温和语调说道:“太阳与我们人类的关系实在太密切了。天上的星星都离我们非常遥远,唯有太阳是近在咫尺。它对人类的影响无处不在。”许多人印象中的太阳,是每日东升西落、温暖而平静的存在。然而,这颗看似温和的恒星,实则时常“发脾气”。一次耀斑爆发的能量,相当于10亿到100亿颗原子弹同时爆炸;日冕物质抛射一次能抛出上亿吨带电粒子。若这些太阳风暴朝向地球,卫星上的仪器会被破坏,卫星甚至可能提早陨落,导航和通信系统会失灵,空间站也会受到严重威胁。1989年3月加拿大魁北克大停电、2003年瑞典电网故障,这些事件的背后都是太阳活动在“捣乱”。
正是基于这样的背景,方成院士表示:“我们国家必须详细地观测太阳。”而国家航天局发布的“羲和二号”计划,正是这一目标的实践路径。该计划将目光投向了日地L5点——这是日地系统五个拉格朗日点中最独特的一个。方成院士解释道:“L5点位于地球运行轨道的后方,从那里观测太阳,可以比地球提前4到5天看到太阳表面刚出现的活动区。”提前4到5天发现太阳活动,意味着在太阳风暴还在酝酿阶段,地球就能收到预警。目前,全球的空间天气预报主要依赖位于日地连线的卫星,观测视角受到很大限制。而L5点则如同从侧翼“旁窥”,能够完整记录太阳喷出物质的全过程——从抛射到传播,再到是否命中地球,每一个环节都清晰可见。
“目前还没有一个国家的探测器在L5点长期停留过。”方成院士指出,“美国曾有探测器经过L5点,但只是短暂路过。如果我们能在那里‘停车’,将开创立体探测太阳的新时代。”这种信心源于我国已经迈出的坚实一步。2021年10月14日,“羲和号”从太原卫星发射中心升空,成为我国首颗太阳探测卫星。四年多来,它仍在轨正常工作,已产生近千TB的科学数据。“羲和二号是第二步,从单点观测迈向立体观测。”方成院士说。一个有趣的细节是,方成院士在论坛上听到一位年轻工程师小声说“L5点距离地球约1.5亿公里,卫星飞过去要两年多”,他微微点头——这正是他们团队计算过的数字。
除了空间探测,地面观测同样不可或缺。方成院士透露的第二个重大消息是,全球最大的轴对称太阳望远镜正在四川稻城海拔约4700米的山巅紧锣密鼓地建设。为了找到最适合的地面太阳观测点,云南天文台和包括南京大学在内的专家团队花费了十几年时间,跑遍了全国超四五十个地方——西藏羊八井和阿里、青海德令哈、云南丽江……他们带着仪器,测量各地的大气稳定性和宁静度。“有的地方夏天观测条件好,冬天却不行;有的白天好,晚上差;有的地方雨水太多,必须测满一整年才能得出结论。”最终,四川稻城的无名山脱颖而出。这里年均晴夜超过280天,大气视宁度位居全国顶尖、世界前列。
正在建设的这座2.5米口径大视场高分辨率太阳望远镜(WeHoST),是目前全球最大的轴对称太阳望远镜,计划于2026年底完成配套设施并开展总装调试。方成院士介绍道:“它的视野比现有的太阳望远镜大了两三倍,一次就能观测到整个太阳活动区;清晰度也提高了几倍,太阳表面哪怕一次微小的喷流,都能看得清清楚楚。”这座望远镜的核心技术之一是“自适应光学系统”,由中国科学院光电技术研究所(成都)承担研发。“有了这个系统,望远镜即使在大气湍流中也能保持清晰观测,大幅提升了观测水平。”方成院士说。一旦投入使用,这座望远镜将与“羲和二号”形成互补,中国将拥有全球独具特色的“天地协同”太阳监测网络。从地面到太空,从可见光到紫外、X射线,从正面到侧面,太阳的一举一动都将被完整记录。
方成院士对成都并不陌生。“几十年前来过,那时候城市规模还小。现在完全不一样了,大到有骨架、有气度。”在他看来,成都的“骨架”是科学城拔地而起的楼宇和纵横交错的交通网络,“气度”则是整座城市对科研的尊重与投入。“这里有一大批有想法、肯干事的年轻人。光电所、科学城,硬件软件配套都很完善。连那套自适应光学系统,也是成都光电所一步步研发出来的。”论坛上,方成院士注意到许多年轻面孔:做发动机的、做载荷的、做在轨服务的。他们讨论的是比冲、缠绕、机器人,眼中闪烁着光芒。方成院士安静地听了几分钟,轻声说道:“我毕业那会儿,国内太阳物理几乎是一片空白,设备全靠自己摸索。现在,他们敢想,也敢干。”
很少有人意识到,日常的手机信号、导航定位、电力供应等,都与1.5亿公里外那颗恒星的“脾气”息息相关——太阳的剧烈爆发活动,可能随时影响我们的生活。而那位安静听完报告的院士,心中早已铺开一幅壮丽的图景:L5点、稻城4700米的山巅、全球最大的轴对称太阳望远镜……这是中国从地面迈向深空的雄心。而这一切的起点,不过是一句最朴素的话:“太阳,我看了六十多年,还没看够。”











