【环球科技视野】

　　作者：林隽 沈呈彩（均系中国科学院云南天文台研究员）

　　太阳，这颗离地球最近的恒星，不仅是万物生长的光热之源，更是主宰近地空间环境的“暴君”。你或许不知道，太阳一次剧烈爆发释放的磁场能量，可超过我国近年年均发电总量的30万倍。这种能导致“灾害性空间天气”的太阳风暴，会严重干扰卫星通信、威胁航天员安全，甚至导致地球大面积电网瘫痪。国际精算研究院的评估表明，近5年内因太阳风暴导致的全球经济损失在1.2万亿到9.1万亿美元之间。这不仅仅是一个简单的学术问题，更是一个重要的民生问题。

　　内蒙古自治区锡林郭勒盟正镶白旗明安图野外科学观测研究站的射电望远镜。新华社发

　　随着航天技术的飞速发展，人类对太阳的观测早已不满足于在地面上“远远张望”。通过梳理了未来十年国际太阳探测的发展态势，笔者认为，人类的太阳空间探测正步入一个“体系化、多视角、跨尺度”的全新阶段。未来，我们将通过多条并行的主线与前沿技术验证，以前所未有的精度对太阳进行全方位“解剖”。

　　主线一

　　戴上“超级放大镜”，破解太阳大气的能量密码

　　要真正读懂太阳，必须依赖光谱观测——这被称为天文学的“解码器”。通过将太阳光按波长分解，科学家能精确测量出太阳大气的温度、密度、速度甚至磁场等关键信息。由于地球大气会强烈吸收紫外和极紫外辐射，这些观测必须搬到太空中进行。

　　观测器中的“快枪手”与“全景扫描”。未来十年，以美国的“多缝太阳探测器”（MUSE）和日本的SOLAR-C/EUVST为代表的观测利器将相继升空。传统光谱仪通常只有一条狭缝，像单行道一样逐条扫描太阳，耗时极长；而MUSE创新性地采用了37条狭缝，如同将单行道扩建为37车道的高速公路，使其扫描效率比现有仪器提升30至100倍。它能在12至20秒内完成整个太阳活动区的扫描，精准捕捉日冕和过渡区稍纵即逝的快速动力学过程。

　　与此同时，日本的SOLAR-C/EUVST则将首次实现从太阳光球到日冕，再到耀斑区域的“温度无缝覆盖”同步观测。其核心优势在于极简的光学架构——去除了滤光片，仅保留主镜与衍射光栅，从而最大化收集太阳紫外辐射，其有效面积达到既有同类仪器的10至30倍。这就像给太阳戴上了一副兼具高灵敏度和超广角的超级放大镜来观测太阳，旨在彻底破解日冕加热、太阳风加速等太阳物理百年难题。

　　此外，美国的“色球磁场探测器”将利用紫外光谱偏振技术，深入探测太阳磁场如何从等离子体主导的低层大气演变为磁场主导的日冕层；而“极紫外日冕物质抛射与日冕连接性天文台”则打破了传统狭缝限制，让大视场极紫外光全部进入仪器，通过计算光学反演，致力于揭示长期被忽视的中层日冕中太阳风外流的秘密。

　　主线二

　　排兵布阵，织就日地空间的“立体监测网”

　　过去，我们看太阳往往只是“单眼直视”，难以捉摸太阳爆发在三维空间中的真实结构。未来，多颗卫星协同编队飞行的“多点立体探测”将成为主流。

　　集群式的“捕风网”与“分布式显微镜”。太阳风中的湍流现象跨越了从宏观到微观的多个尺度，单点测量根本无法还原其三维结构。美国宇航局“太阳蜂群任务”的9颗卫星将在真实太阳风环境中同步测量磁场和等离子体涨落。如果把传统太阳风探测比作在河流中投下一支温度计，那么由1颗主星和8颗小卫星组成的“太阳蜂群”，就像在同一条河流的不同位置布下了一张巨大的捕鱼网，把过去“单点”获取信息的方式发展为“多点”方式，并将获得的信息还原为立体的、多尺度能量传递过程的图像。

　　更具颠覆性的是“日冕微尺度天文台”（CMO）概念。日冕加热机制是天体物理的世纪难题，科学家怀疑加热过程发生在小于100公里的极小尺度上，但现有望远镜根本看不清。CMO提出了“三航天器精密编队”的疯狂构想：利用约100米的超长焦距分离，把光学成像系统与探测器分别布置在不同的航天器上，利用光子筛技术在太空中拼装一台“分布式空间光学系统”。这就像把一台巨大的显微镜拆解后在太空中飞行，力求直接看清日冕内小于15公里的热力学精细结构。

　　此外，美国的“萤火虫计划”将部署四颗卫星，两颗侧向观测，另外两颗飞抵70度高纬区域和太阳极区，形成真正的“4π全景观测”；而“太阳射电干涉空间实验”则由6颗“烤面包机”级别的小卫星在地球静止轨道组成口径约10公里的综合孔径射电望远镜阵列，突破地球电离层阻挡，捕捉地面无法观测的十米波至百米波射电暴，为追踪威胁航天器的高能粒子流提供方向性指引。

　　主线三

　　飞得更近、站得更高，深入“敌后”探日冕

　　要获得突破性的认知，必须拓展观测的边界。未来的探测器不仅将“飞得更高”，抵达难以观测的太阳极区；更将“贴得更近”，直接冲入太阳的外层大气。

　　“惠更斯太阳探针”的绝命冲锋。目前飞得最近的探测器是美国“帕克太阳探针”，它最接近时距离太阳中心9.86个太阳半径，并获得众多重要成果。然而，近期美国科学家提出了更具挑战性的“惠更斯太阳探针”构想。该计划设想由一艘母舰携带多枚探针型子飞船，在太阳附近绕太阳运行，适时将这些探针释放出去。这些“敢死队”式的探针将深入距离太阳中心仅1.5个太阳半径的低层日冕——这里是被闭合磁场主导的区域，太阳风暴的能量正是蕴藏于此。

　　这些探针将穿过极高温的日冕，直接测量当地磁场与等离子体的精细物理参数，并在坠毁于太阳大气前将数据传回母舰及地球。这一计划若成功，将成为人类首次在闭合磁场中进行原位测量，从根本上推动解开日冕加热和太阳风形成机制的谜团。

　　在极区探测方面，美国正积极推进“太阳极区轨道器”及其进阶概念项目SOLARIS。它们将通过木星引力辅助，飞越纬度高达75度的太阳极区，以独特的“俯瞰”视角观测太阳极区磁场。极区是太阳磁场的发源地，看清极区，就能掌握太阳活动周期起止与强度的“命门”。

　　主线四

　　戍守前哨站，打造空间天气的“预警长城”

　　太阳探测不仅是为了基础科学，更是为了保护地球的空天安全。在这个维度上，日地L5点（位于地球绕日轨道上、太阳和地球连线的东边60度位置处）正成为各国争相抢占的“战略高地”。

　　来自独特视角的“侧翼预警”。地球附近能够对日不间断连续观测的一个位置在日地L1点，位于日地连线上的太阳与地球之间，美欧合作的太阳与日球天文台就部署在这里，已经运行了30年，取得了众多突破性的成果。但是在这里只能看到正对地球的太阳表面，这就好比开车只看正前方，忽略了侧后方来的危险。欧洲的“警戒”任务和我国的羲和二号计划进驻L5点。这里具有独特的侧向视角，能够提前看到太阳背面正在转向地球的活动区，还可以从侧面观测朝向地球运动的日冕物质抛射（CME），这样的CME是灾害性空间天气的重要驱动源。观测与跟踪这样的CME可以为我们预报灾害性空间天气留出足够的时间。

　　这就像在日地空间监测网络中新增了一个提前量更长、视角更独特的“前哨站”。当太阳风暴在侧面酝酿并朝地球喷射时，L5卫星能比地球正面的卫星提前几十小时甚至几天发出精确预警，大幅增加电网、通信和卫星规避的应对时间。

　　与此同时，低成本立方星平台正在成为技术验证的“急先锋”。例如“立方星成像X射线太阳光谱仪”和“日冕抛射追踪器”，它们体量小巧却身手敏捷。“日冕抛射追踪器”专门瞄准了长期因亮度反差极大而难以观测的中日冕区域，试图连续追踪CME从0到5个太阳半径的加速过程。而“太阳帆巡航器”虽然暂被终止，但其验证的约1653平方米级太阳帆技术，旨在不消耗推进剂的前提下实现长期轨道维持，为未来在L1内侧建立长期监测站提供了新路径。

　　中国力量：从“跟跑”迈向“领跑”的立体探测体系

　　在这场国际太阳探测的百舸争流中，中国力量不容忽视。专家指出，我国在空间太阳观测方面起步虽晚，但势头迅猛。从具备突出Hα波段观测能力的“羲和号”，到追踪“一磁两暴”的“夸父一号”，这表明我国已经在空间太阳观测的道路上实现了从0到1的突破，并为将来的太阳空间探测任务打下了坚实基础。

　　未来，我国正系统性地构建自主可控的“太阳立体探测体系”。其中，“夸父二号”将瞄准太阳极区探测，填补国际上对太阳极区观测的空白；“羲和二号”将戍守日地L5点提供预警服务；“环太阳任务”将在地球轨道上部署3颗两两相距120°的卫星，实现对太阳及其周围行星际空间360°的全景同时观测；“编队飞行太阳高能天文台”将以两个编队飞行的卫星作为高能辐射聚焦成像平台，实现天基最高分辨率的从极紫外到硬X射线波段的对日成像，推动对日冕加热、太阳风起源、磁重联精细结构和物理本质研究的跨越式发展。另外，鸿蒙计划（环月超长波射电天文卫星阵列）将通过月球背面编队的观测阵列，未来也将在低频射电波段监测太阳活动。

　　更令人瞩目的是，我国科学家正积极推动太阳抵近探测计划。该计划将尝试比以往更近距离地抵近太阳，在中层日冕开展等离子体与磁场的原位测量，并实现极近距离直视太阳。若顺利实施，太阳抵近探测计划有望成为继美国“帕克太阳探针”之后最具挑战性和科学牵引力的太阳抵近探测任务之一。这不仅将极大推动人类对太阳活动起源和演化的认识，更将标志着我国在全球太阳物理研究与空间天气预报领域，实现从“跟跑”到“领跑”的历史性跨越。

　　从高分辨率的光谱解码，到多星协同的立体组网，再到极端边界的抵近深入，人类正在编织一张全方位的太阳监测网。这不仅将极大推进天体物理基础科学的突破，更将为保护人类空天安全、应对灾害性空间天气筑起一道坚实的“科技护盾”。

　　《光明日报》（2026年09月17日 14版）