中國科學院國家天文臺：我國首次實現太陽過渡區探測

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2022-09-14 11:19

近期，中科院空間新技術試驗衛星（SATech-01）上搭載的46.5nm極紫外太陽成像儀（英文名Solar Upper Transition Region Imager，簡稱SUTRI，圖1）順利開機，成功獲得首批太陽過渡區（太陽色球與日冕之間的層次）動態成像觀測數據，并捕獲到近期太陽上的一些活動現象（圖2）。這是我國首次開展太陽過渡區探測。目前，載荷一切功能正常，正在按計劃開展在軌測試和定標工作。SATech-01是中科院微小衛星創新研究院抓總研制的空間新技術試驗衛星系列的首發星，2022年7月27日在酒泉衛星發射中心采用 “力箭一號”運載火箭成功發射至500公里附近的太陽同步軌道。

SUTRI由中科院國家天文臺懷柔太陽觀測基地聯合北京大學地球與空間科學學院、同濟大學精密光學工程技術研究所、中科院西安光學精密機械研究所月球與深空探測技術研究室、中科院微小衛星創新研究院科學衛星總體研究所，歷時1年半自籌經費共同研制而成。

SUTRI選擇的Ne VII 46.5 nm譜線形成于太陽大氣層中約50萬度的區域（位于高過渡區），是連接低層大氣和日冕的關鍵區域，過去人們了解極少。SUTRI是國際首臺基于多層膜窄帶濾光技術的46.5 nm太陽成像儀，本次觀測也是繼1973年美國天空實驗室（Skylab）上的無縫光譜儀拍攝全日面Ne VII 46.5nm圖像（存在譜像混疊的缺陷）后，人類近半個世紀來首次在46.5 nm波段拍攝太陽的完整圖像。項目組創新性地采用硅鈧多層膜在46.5 nm波長附近獲得了3nm帶寬，并在國內首次研發了用于空間極紫外探測的科學級sCMOS相機，從而具備了對50萬度左右的太陽大氣進行動態成像觀測的能力。所拍攝的圖像清晰地顯示了過渡區網絡組織、活動區冕環系統、日珥和暗條等結構。這些結構的觀測特征表明，SUTRI拍攝的確實是從太陽低層大氣往日冕過渡的結構，符合預期（圖2）。

SUTRI是受中科院空間科學先導二期專項預研項目——太陽過渡區衛星探測計劃支持凝練出來的太陽探測載荷之一。SUTRI成功獲得高質量的全日面極紫外太陽像，表明項目組確定的極紫外波段新型窄帶反射膜、sCMOS相機等主要的新技術驗證目標已經達到。后續，項目團隊將進一步優化觀測配置，開展各項定標工作，并通過獲取的科學數據開展太陽物理研究和空間天氣預報服務。

本次成功的搭載試驗為項目團隊正在推動的太陽極紫外光譜探測、恒星極紫外測光和光譜探測等夯實了基礎，為我國未來的深空太陽探測強化了技術儲備，同時也在空間天氣源頭監測和基于自主數據預報空間天氣等方面為太陽活動與空間天氣重點實驗室的建設提供了重要支撐。