空间太阳极紫外(EUV)成像望远镜

　　0　引　言

　　太阳是地球的主要能量来源和空间环境扰动和形成的基本外源,太阳活动将巨大能量和物质抛向地球,引起空间环境发生灾害性的变化,给人类的活动带来巨大的损失。随着科技的发展和人类活动空间地不断扩大,空间灾害性天气对人类的制约和危害越来越显著。空间航天器的许多故障与空间环境的变化密切相关,据统计,40%的航天故障与日地空间环境的灾变有关。不仅如此,剧烈的空间环境变化还影响到地面基础设施和人民日常生活,如卫星定位、磁场导航、短波通讯、油管腐蚀等,甚至导致高纬地区的通电网络崩溃等等。对空间天气的监测和预报可以降低太阳活动引起的危害,保障空间系统和地面基础设施的安全以及人们的正常生活。空间天气的变化起源于日冕层的太阳活动,这些太阳活动及其潜在的爆发现象的观测数据,是开展空间天气预报研究的第一手资料。日冕层辐射集中在X射线和极紫外(EUV)波段,所以对太阳X射线和极紫外波段的成像观测成为各航天大国的研究热点。国际上已经在X射线和极紫外波段的太阳观测上发射了大量航天器,取得了丰硕成果。著名的包括YOHKOH、SOHO卫星上的软X射线成像望远镜(SXT)、硬X射线望远镜(HXT)、极紫外成像望远镜(EIT),以及HINODE上的X射线成像望远镜,TRACE卫星上的极紫外成像望远镜等。近年来我国航天取得了较快发展,为发展我国的空间环境探测和空间天气研究打下良好的基础,同时也对空间环境保障提出了更高的要求。基于这种迫切而广泛的需求,国内逐渐开展太阳极紫外和软X射线成像观测的研究。以下将介绍我们研制的空间太阳极紫外(EUV)成像望远镜。

　　1　观测目标

　　在太阳发出的连续电磁谱中,19.5nm对大爆发事件反应灵敏。观测冕洞、CME效果明显,可以预报周期性地磁暴和强地磁暴等灾害性空间天气。19.5nm谱线的峰值温度在1.6MK,同其它极紫外谱线相比,冕洞和X射线亮点最容易被观测到,该谱线日面辐射的高对比度和对温度变化的高敏感度,是日冕演化监测的理想谱线。而且,在极紫外线谱中,19.5nm谱线辐射强度相对较强,CCD成像传感器在该波段的量子效率高,有利于减少曝光时间,降低对卫星姿态稳定度的要求。根据SOHO/EIT和TRACE资料的分析表明,19.5nm适宜观测冕穴在边缘上空的传播,或“变暗”(dimming)在日面上的传播等,这些都与CME密切相关(C.Delannee,1999;J.B.Gurman,2000;M.D.Andrews,2001)。Andrews在文中指出:著名的Bastille事件观测中,30.4nm资料对该事件无任何反应,而SOHO/EIT的19.5nm中记录了该事件的dimming。TRACE记录了该事件的紫外通量曲线(M.J.Aschwandenand D.Alexander,2001),图中1显示出19.5nm的反应是最强的。此外,19.5nm亦可观测冕洞(H.Norton et al,1999)。