太陽，這顆離地球最近的恆星，不僅是萬物生長的光熱之源，更是主宰近地空間環境的“暴君”。你或許不知道，太陽一次劇烈爆發釋放的磁場能量，可超過我國近年年均發電總量的30萬倍。這種能導致“災害性空間天氣”的太陽風暴，會嚴重干擾衛星通信、威脅航天員安全，甚至導致地球大面積電網癱瘓。國際精算研究院的評估表明，近5年內因太陽風暴導致的全球經濟損失在1.2萬億到9.1萬億美元之間。這不僅僅是一個簡單的學術問題，更是一個重要的民生問題。

隨著航天技術的飛速發展，人類對太陽的觀測早已不滿足於在地面上“遠遠張望”。通過梳理了未來十年國際太陽探測的發展態勢，筆者認為，人類的太陽空間探測正步入一個“體系化、多視角、跨尺度”的全新階段。未來，我們將通過多條並行的主線與前沿技術驗証，以前所未有的精度對太陽進行全方位“解剖”。

主線一

戴上“超級放大鏡”，破解太陽大氣的能量密碼

要真正讀懂太陽，必須依賴光譜觀測——這被稱為天文學的“解碼器”。通過將太陽光按波長分解，科學家能精確測量出太陽大氣的溫度、密度、速度甚至磁場等關鍵信息。由於地球大氣會強烈吸收紫外和極紫外輻射，這些觀測必須搬到太空中進行。

觀測器中的“快槍手”與“全景掃描”。未來十年，以美國的“多縫太陽探測器”（MUSE）和日本的SOLAR-C/EUVST為代表的觀測利器將相繼升空。傳統光譜儀通常隻有一條狹縫，像單行道一樣逐條掃描太陽，耗時極長﹔而MUSE創新性地採用了37條狹縫，如同將單行道擴建為37車道的高速公路，使其掃描效率比現有儀器提升30至100倍。它能在12至20秒內完成整個太陽活動區的掃描，精准捕捉日冕和過渡區稍縱即逝的快速動力學過程。

與此同時，日本的SOLAR-C/EUVST則將首次實現從太陽光球到日冕，再到耀斑區域的“溫度無縫覆蓋”同步觀測。其核心優勢在於極簡的光學架構——去除了濾光片，僅保留主鏡與衍射光柵，從而最大化收集太陽紫外輻射，其有效面積達到既有同類儀器的10至30倍。這就像給太陽戴上了一副兼具高靈敏度和超廣角的超級放大鏡來觀測太陽，旨在徹底破解日冕加熱、太陽風加速等太陽物理百年難題。

此外，美國的“色球磁場探測器”將利用紫外光譜偏振技術，深入探測太陽磁場如何從等離子體主導的低層大氣演變為磁場主導的日冕層﹔而“極紫外日冕物質拋射與日冕連接性天文台”則打破了傳統狹縫限制，讓大視場極紫外光全部進入儀器，通過計算光學反演，致力於揭示長期被忽視的中層日冕中太陽風外流的秘密。

主線二

排兵布陣，織就日地空間的“立體監測網”

過去，我們看太陽往往只是“單眼直視”，難以捉摸太陽爆發在三維空間中的真實結構。未來，多顆衛星協同編隊飛行的“多點立體探測”將成為主流。

集群式的“捕風網”與“分布式顯微鏡”。太陽風中的湍流現象跨越了從宏觀到微觀的多個尺度，單點測量根本無法還原其三維結構。美國宇航局“太陽蜂群任務”的9顆衛星將在真實太陽風環境中同步測量磁場和等離子體漲落。如果把傳統太陽風探測比作在河流中投下一支溫度計，那麼由1顆主星和8顆小衛星組成的“太陽蜂群”，就像在同一條河流的不同位置布下了一張巨大的捕魚網，把過去“單點”獲取信息的方式發展為“多點”方式，並將獲得的信息還原為立體的、多尺度能量傳遞過程的圖像。

更具顛覆性的是“日冕微尺度天文台”（CMO）概念。日冕加熱機制是天體物理的世紀難題，科學家懷疑加熱過程發生在小於100公裡的極小尺度上，但現有望遠鏡根本看不清。CMO提出了“三航天器精密編隊”的瘋狂構想：利用約100米的超長焦距分離，把光學成像系統與探測器分別布置在不同的航天器上，利用光子篩技術在太空中拼裝一台“分布式空間光學系統”。這就像把一台巨大的顯微鏡拆解后在太空中飛行，力求直接看清日冕內小於15公裡的熱力學精細結構。

此外，美國的“螢火虫計劃”將部署四顆衛星，兩顆側向觀測，另外兩顆飛抵70度高緯區域和太陽極區，形成真正的“4π全景觀測”﹔而“太陽射電干涉空間實驗”則由6顆“烤面包機”級別的小衛星在地球靜止軌道組成口徑約10公裡的綜合孔徑射電望遠鏡陣列，突破地球電離層阻擋，捕捉地面無法觀測的十米波至百米波射電暴，為追蹤威脅航天器的高能粒子流提供方向性指引。

主線三

飛得更近、站得更高，深入“敵后”探日冕

要獲得突破性的認知，必須拓展觀測的邊界。未來的探測器不僅將“飛得更高”，抵達難以觀測的太陽極區﹔更將“貼得更近”，直接沖入太陽的外層大氣。

“惠更斯太陽探針”的絕命沖鋒。目前飛得最近的探測器是美國“帕克太陽探針”，它最接近時距離太陽中心9.86個太陽半徑，並獲得眾多重要成果。然而，近期美國科學家提出了更具挑戰性的“惠更斯太陽探針”構想。該計劃設想由一艘母艦攜帶多枚探針型子飛船，在太陽附近繞太陽運行，適時將這些探針釋放出去。這些“敢死隊”式的探針將深入距離太陽中心僅1.5個太陽半徑的低層日冕——這裡是被閉合磁場主導的區域，太陽風暴的能量正是蘊藏於此。

這些探針將穿過極高溫的日冕，直接測量當地磁場與等離子體的精細物理參數，並在墜毀於太陽大氣前將數據傳回母艦及地球。這一計劃若成功，將成為人類首次在閉合磁場中進行原位測量，從根本上推動解開日冕加熱和太陽風形成機制的謎團。

在極區探測方面，美國正積極推進“太陽極區軌道器”及其進階概念項目SOLARIS。它們將通過木星引力輔助，飛越緯度高達75度的太陽極區，以獨特的“俯瞰”視角觀測太陽極區磁場。極區是太陽磁場的發源地，看清極區，就能掌握太陽活動周期起止與強度的“命門”。

主線四

戍守前哨站，打造空間天氣的“預警長城”

太陽探測不僅是為了基礎科學，更是為了保護地球的空天安全。在這個維度上，日地L5點（位於地球繞日軌道上、太陽和地球連線的東邊60度位置處）正成為各國爭相搶佔的“戰略高地”。

來自獨特視角的“側翼預警”。地球附近能夠對日不間斷連續觀測的一個位置在日地L1點，位於日地連線上的太陽與地球之間，美歐合作的太陽與日球天文台就部署在這裡，已經運行了30年，取得了眾多突破性的成果。但是在這裡只能看到正對地球的太陽表面，這就好比開車隻看正前方，忽略了側后方來的危險。歐洲的“警戒”任務和我國的羲和二號計劃進駐L5點。這裡具有獨特的側向視角，能夠提前看到太陽背面正在轉向地球的活動區，還可以從側面觀測朝向地球運動的日冕物質拋射（CME），這樣的CME是災害性空間天氣的重要驅動源。觀測與跟蹤這樣的CME可以為我們預報災害性空間天氣留出足夠的時間。

這就像在日地空間監測網絡中新增了一個提前量更長、視角更獨特的“前哨站”。當太陽風暴在側面醞釀並朝地球噴射時，L5衛星能比地球正面的衛星提前幾十小時甚至幾天發出精確預警，大幅增加電網、通信和衛星規避的應對時間。

與此同時，低成本立方星平台正在成為技術驗証的“急先鋒”。例如“立方星成像X射線太陽光譜儀”和“日冕拋射追蹤器”，它們體量小巧卻身手敏捷。“日冕拋射追蹤器”專門瞄准了長期因亮度反差極大而難以觀測的中日冕區域，試圖連續追蹤CME從0到5個太陽半徑的加速過程。而“太陽帆巡航器”雖然暫被終止，但其驗証的約1653平方米級太陽帆技術，旨在不消耗推進劑的前提下實現長期軌道維持，為未來在L1內側建立長期監測站提供了新路徑。

中國力量：從“跟跑”邁向“領跑”的立體探測體系

在這場國際太陽探測的百舸爭流中，中國力量不容忽視。專家指出，我國在空間太陽觀測方面起步雖晚，但勢頭迅猛。從具備突出Hα波段觀測能力的“羲和號”，到追蹤“一磁兩暴”的“夸父一號”，這表明我國已經在空間太陽觀測的道路上實現了從0到1的突破，並為將來的太陽空間探測任務打下了堅實基礎。

未來，我國正系統性地構建自主可控的“太陽立體探測體系”。其中，“夸父二號”將瞄准太陽極區探測，填補國際上對太陽極區觀測的空白﹔“羲和二號”將戍守日地L5點提供預警服務﹔“環太陽任務”將在地球軌道上部署3顆兩兩相距120°的衛星，實現對太陽及其周圍行星際空間360°的全景同時觀測﹔“編隊飛行太陽高能天文台”將以兩個編隊飛行的衛星作為高能輻射聚焦成像平台，實現天基最高分辨率的從極紫外到硬X射線波段的對日成像，推動對日冕加熱、太陽風起源、磁重聯精細結構和物理本質研究的跨越式發展。另外，鴻蒙計劃（環月超長波射電天文衛星陣列）將通過月球背面編隊的觀測陣列，未來也將在低頻射電波段監測太陽活動。

更令人矚目的是，我國科學家正積極推動太陽抵近探測計劃。該計劃將嘗試比以往更近距離地抵近太陽，在中層日冕開展等離子體與磁場的原位測量，並實現極近距離直視太陽。若順利實施，太陽抵近探測計劃有望成為繼美國“帕克太陽探針”之后最具挑戰性和科學牽引力的太陽抵近探測任務之一。這不僅將極大推動人類對太陽活動起源和演化的認識，更將標志著我國在全球太陽物理研究與空間天氣預報領域，實現從“跟跑”到“領跑”的歷史性跨越。

從高分辨率的光譜解碼，到多星協同的立體組網，再到極端邊界的抵近深入，人類正在編織一張全方位的太陽監測網。這不僅將極大推進天體物理基礎科學的突破，更將為保護人類空天安全、應對災害性空間天氣筑起一道堅實的“科技護盾”。（作者：林雋 沈呈彩，均系中國科學院雲南天文台研究員）