欧洲航天局与中国合作的SMILE任务被批准实施

Smile任务
来源：欧空局

Smile任务（Solar wind Magnetosphere Ionosphere Link Explorer，太阳风—磁层相互作用全景成像卫星，缩写SMILE）已被欧洲航天局科学计划委员会批准实施。

这次公告为新任务的全面发展扫清了道路，该任务将与中国合作进行，探索太阳—地球体系的相互作用。

Smile任务有望彻底改变科学家对太阳风中的粒子与地球磁屏（即磁层，magnetosphere）之间持续相互作用中发生的物理过程的理解。

既2003年至2008年地球空间双星探测计划的成功，这次任务将是ESA与中国合作的一项重大科学探索。双星计划的两颗卫星均由中国发射，而Smile任务从一开始就是ESA—中国联合任务。

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这次科学合作始于两个研讨会，一个在中国，一个在欧洲，目的在于促进中国和欧洲研究人员之间的合作。随后，ESA的科学与机器人勘探局（Directorate of Science and Robotic Exploration）和中国科学院（CAS）于2015年1月发布了联合征集提案。

在2015年11月筛选之后，ESA、CAS、三个欧洲工业承包商、和科学研究团队的详细研究已经完成了任务架构，包括满足科学所需的空间和地面要素。

根据目前的计划，2200公斤的航天器将于2023年由欧洲Vega-C火箭或Ariane 6-2发射，随后被放置在围绕地球高度倾斜的椭圆轨道上。每隔51个小时，Smile航天器将飞到121000公里外（几乎是地月距离的三分之一），可以长时间看到地球的北极地区。然后它将返回距离地球5000公里以内，以便将其存储数据下载到ESA南极地面站和CAS中国三亚的地面站。

加拿大北部的极光
来源：欧空局

从这个瘦长的轨道，卫星将能够在超过40小时的时间内对近地空间的关键区域进行连续观测。这些将包括磁层顶（magnetopause，地球磁层遇到太阳风的边界）、极地尖点（polar cusps）、以及北极光照亮的区域的即时图像和电影。

Smile任务将为科学家们提供第一次在如此长时间内观察太阳—地球相互作用关键区域的机会。主要任务将持续三年。

此次任务的有效载荷由四个仪器组成：两个来自欧洲和加拿大，两个来自中国。

由英国航天局（United Kingdom Space Agency）和其他欧洲机构提供的创新型宽视场软X射线成像仪（Soft X-ray Imager，SXI）将获取太阳风影响磁层的区域的测量结果。加拿大主导的紫外线成像仪（Ultra-Violet Imager，UVI）将研究极光的全球分布。

两个中国仪器，轻离子分析仪（Light Ion Analyser，LIA）和磁强计（Magnetometer，MAG），将测量太阳风中的高能粒子和局部磁场的变化。

ESA还负责有效载荷模块、航天器测试设施、发射器、发射活动、和主要地面站；ESA将与CAS共享科学运营。ESA将在适当时候宣布建立有效载荷模块的工业合同，所有航天器装配和测试活动将在欧洲进行。

中国科学院国家空间科学中心（NSSC/CAS）负责航天器平台、航天器测试、以及任务和科学操作。该平台将由中国科学院微小卫星创新研究院（IAMC/CAS）在上海建造。

根据ESA的Smile任务研究科学家Philippe Escoubet的说法，该任务将在研究地球磁场与太阳风之间不断变化的相互作用方面取得重大突破。

Philippe说：“Smile任务将提供太阳风进入磁层的第一个X射线图像和电影。它还将提供有史以来最长的北极光紫外图像，使研究人员能够了解极光如何随时间变化以及地磁风暴的演变。”

参考
[1]http://www.esa.int/Our_Activities/Space_Science/ESA_gives_go-ahead_for_Smile_mission_with_China