北京
2026年5月19日，歐洲織女星-C火箭將中國和歐洲航天局聯(lián)合研制的“微笑”衛(wèi)星送入預定軌道，即遠地點約12萬千米、近地點約5000千米、傾角約 73°的的大傾角大橢圓軌道。在這一特殊運行軌道，“微笑”衛(wèi)星80%的時間停留在高軌道區(qū)域，從而可以避開強輻射環(huán)境，保障設(shè)備穩(wěn)定運行；同時便于衛(wèi)星對地球空間磁層（簡稱地球磁層或磁層）關(guān)鍵區(qū)域進行長時間連續(xù)探測；而衛(wèi)星在近地點軌道運行時，可快速將海量觀測數(shù)據(jù)傳回地面，確保數(shù)據(jù)不丟失。
“微笑”衛(wèi)星工作示意圖。
“微笑”衛(wèi)星的全稱是“太陽風-磁層-電離層鏈路探測器”（英文縮寫為SMILE，即微笑）。它是中國與歐洲航天局首次開展的任務級深度合作空間科學探測任務，其核心目標是通過成像與原位探測相結(jié)合的方式，揭示太陽風與磁層相互作用的大尺度結(jié)構(gòu)和動態(tài)過程，進而服務于空間天氣的研究與精準預警工作，推動人類對近地空間環(huán)境的認知邁上新臺階。
“微笑”衛(wèi)星全貌。
地球外圍的磁層是抵御太陽風沖擊的“保護罩”，為地球生命和人類科技筑牢第一道安全防線，但人類目前對地球外圍的磁層與太陽風相互作用的全局圖景了解十分有限，即在“微笑”衛(wèi)星升空之前，人類對磁層的觀測多呈現(xiàn)“碎片化”特征：要么專注于局部區(qū)域的細節(jié)觀測，要么僅能捕捉到磁層與太陽風相互作用的片段畫面，始終難以拼湊出完整的全局圖景，這也成為制約空間物理研究和太空天氣預警發(fā)展的重要瓶頸。
“微笑”衛(wèi)星的主要使命的就是打破這一局限，實現(xiàn)“全局觀測+同步探測”的雙重突破。該衛(wèi)星升空后，可憑借所攜帶的獨特探測設(shè)備，首次為人類捕捉這一全景畫面，有效填補該領(lǐng)域的觀測空白，為人類探索近地空間、守護地球家園提供重要支撐。
在這項任務中，中國負責研制衛(wèi)星平臺；歐洲航天局負責研制運載火箭和載荷艙；中國和歐洲航天局聯(lián)合研制有效載荷。
“微笑”的設(shè)計壽命為3年。它的運行時期恰逢在太陽活動周期峰值窗口期，所以能在這一關(guān)鍵時期持續(xù)開展觀測工作，獲取更具科研價值的數(shù)據(jù)。
其名字源于英文縮寫，還源于星上的軟X射線成像儀預計能觀測到的“太空笑臉”——磁層朝向太陽的邊緣會形成柔和的“微笑弧線”，南北極極尖區(qū)則如同“眼睛”，這也是衛(wèi)星的核心觀測目標。
“微笑”衛(wèi)星準備進行電磁兼容性測試。
該衛(wèi)星的觀測工作圍繞三大核心科學難題展開，這些難題直接關(guān)系到人類對近地空間環(huán)境的認知深度，以及太空天氣的預警能力。
其一，摸清太陽風與磁層相互作用的“全局模式”。“微笑”衛(wèi)星將通過連續(xù)40多小時的軟X射線成像，結(jié)合原位測量數(shù)據(jù)，精準區(qū)分磁重聯(lián)與太陽風壓力變化對磁層的具體影響，填補人類對兩者耦合機制的認知空白。
其二，揭開磁層亞暴（是地球磁層短暫但劇烈的能量釋放事件）的“完整生命周期”。借助“微笑”衛(wèi)星上的紫外極光成像儀可測全球極光的變化，完整還原磁層亞暴從起始、發(fā)展到結(jié)束的全過程，破解其觸發(fā)機制和演化規(guī)律。
其三，追蹤日冕物質(zhì)拋射與地磁暴（地磁暴和地磁亞暴不屬于同一空間天氣現(xiàn)象。地磁亞暴是高緯短時地磁擾動，地磁暴是全球性長時間強地磁擾動，地磁暴過程常伴隨地磁亞暴頻發(fā)）的“關(guān)聯(lián)鏈條”。通過衛(wèi)星同步觀測磁層全局響應、極光變化和粒子運動，將清楚地磁暴的發(fā)生機制，為空間天氣的精準預警提供可靠依據(jù)。
“微笑”的衛(wèi)星平臺整體技術(shù)達到國際先進水平，主要承擔供電、姿態(tài)控制、數(shù)據(jù)傳輸?shù)群诵谋Ｕ瞎δ埽瑸樾l(wèi)星穩(wěn)定運行保駕護航。
該衛(wèi)星發(fā)射時處于收攏狀態(tài)，尺寸為2.8米×2.8米×3.5米，進入軌道后展開，尺寸擴大至4.8米×9.8米×3.5米，總質(zhì)量約2300千克，其中各類觀測儀器僅重76千克，實現(xiàn)了輕量化設(shè)計與高性能保障的有機結(jié)合。
打造中的“微笑”衛(wèi)星。
它有一對太陽翼，結(jié)合星上的鋰離子電池組，可為衛(wèi)星持續(xù)穩(wěn)定供電，滿足長時間觀測需求。衛(wèi)星采用三軸穩(wěn)定方式，確保觀測角度精準。通過專用天線，能平均每個軌道能下傳32吉比特數(shù)據(jù)，從而可高效保障觀測數(shù)據(jù)的及時傳輸與存儲。
為實現(xiàn)立體觀測，“微笑”衛(wèi)星搭載了四套先進的有效載荷，形成全方位、多層次的觀測體系。
其攜帶的軟X射線成像儀采用獨特的“龍蝦眼成像原理”，將首次對磁層頂、極尖區(qū)等關(guān)鍵區(qū)域進行連續(xù)X射線成像，精準捕捉“太空笑臉”，助力科研人員掌握磁層全局形態(tài)；
其攜帶的紫外極光成像儀可拍攝全球高分辨率極光圖像，通過極光的變化精準反映磁層活動狀態(tài)；
其攜帶的低能離子分析儀負責原位測量衛(wèi)星周圍的低能離子參數(shù)，直觀反映太陽風與磁層的相互作用過程；
其攜帶的數(shù)字磁強計用于精準測量三維矢量磁場，結(jié)合粒子數(shù)據(jù)，幫助科研人員還原磁層與太陽風相互作用的物理過程。
“微笑”衛(wèi)星的成功研制與運行，得益于龍蝦眼軟X射線寬視場成像等多項關(guān)鍵技術(shù)的突破，它們將帶來多重價值。例如：
在科研層面，“微笑”衛(wèi)星將獲取人類首張磁層軟X射線全景圖像，成功破解三大核心科學難題，推動空間物理基礎(chǔ)研究取得重大進展，深化人類對近地空間環(huán)境的認知；
在應用層面，“微笑”衛(wèi)星提供的精準觀測數(shù)據(jù)，將為地磁暴、磁層亞暴等太空天氣的預警工作提供有力支撐，有效保障地面電力系統(tǒng)、通信設(shè)施以及太空航天器的安全，同時助力優(yōu)化太空天氣數(shù)值模型，提升人類應對太空天氣災害的能力。
作為人類探索近地空間的“眼睛”和守護地球家園的“哨兵”，“微笑”衛(wèi)星將讓人類首次完整看清太陽風與磁層相互作用的全局圖景，打破觀測局限，填補認知空白。它不僅是中國與歐洲航天局深度合作的重要成果，更是人類共同探索宇宙、守護地球的重要舉措。期待“微笑”衛(wèi)星順利升空、穩(wěn)定運行，為人類帶來更多宇宙探索的驚喜與答案，為人類航天活動和地球安全筑起更堅固的屏障。
來源：中國國家天文
編輯：Amyyy
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