China-Europe 'SMILE' satellite launched to study Earth's magnetosphere

中新网北京5月19日电 (记者 孙自法)中文“微笑”和对应的英文“SMILE”，可以说是人类社会交流交往中最和善、最常用、最有效的表情。

5月19日，由中欧联合研制、命名“微笑”的卫星成功发射升空，将中欧空间科学团队地面微笑开展的深度合作延续到太空中，通过全景成像观测地球磁层在太阳风作用下形成的微笑曲线，守望人类共同的地球家园。

“微笑”卫星发射现场。(图片来源：欧洲空间局)

“微笑”卫星是颗怎样的卫星？为何能吸引中欧合作研制？双方各承担了哪些工作？未来有什么进一步的合作规划？对中欧乃至世界航天合作有何影响？“微笑”卫星中方首席科学家、中国科学院国家空间科学中心主任王赤院士就这些备受关注的话题进行科普解读。

提升空间环境预报能力

“微笑”卫星全称是太阳风-磁层相互作用全景成像卫星，其英文缩写SMILE译成中文正好是微笑。

王赤院士介绍说，太阳风是源自太阳的高速等离子体流，剧烈的太阳活动会引发磁暴、亚暴等空间天气事件，直接威胁在轨卫星安全、导航定位精度、通信链路稳定以及高纬度地区电网运行。

地球磁层既是抵御太阳风侵袭的天然“保护伞”，也是太阳风能量进入近地空间的关键区域。深入认识太阳风-磁层耦合机理，是揭示空间天气成因、提升空间环境预报能力的科学基础。

“微笑”卫星通过全球成像观测，可直观呈现磁层边界的动态形态与演变过程，为研究太阳风与磁层相互作用提供全新观测依据，对揭示空间天气物理起源具有重要意义。

开创地球磁层探测新纪元

王赤指出，作为中国科学院空间科学(二期)先导专项收官任务，“微笑”卫星是中国科学院与欧洲空间局首次开展任务级全方位深度合作的空间科学探测任务，也是中国迄今国际合作层次最深、参与程度最高的航天工程之一。

王赤院士就“微笑”卫星任务接受记者采访，进行科普解读。中新网记者 孙自法 摄

“微笑”卫星任务旨在揭示太阳风与地球磁层相互作用的奥秘，以全球成像与协同观测开创地球磁层探测的新纪元，在国际上具有重要的科学与工程里程碑意义。其核心科学目标是首次实现对太阳风与地球磁层相互作用的整体成像观测，动态揭示太阳风-磁层耦合过程。

为实现目标，“微笑”卫星采用研制并搭载了全球首台星载软X射线成像仪、构建了“成像+原位”协同观测体系两项开创性设计。

前者通过探测太阳风离子与地球外层中性气体发生电荷交换产生的软X射线，将原本“不可见”的磁层边界转化为直观图像；后者通过搭载软X射线成像仪、紫外极光成像仪、低能离子分析仪和磁强计四类科学载荷的体系，能同时在全球尺度上成像追踪磁层演变，并原位获取太阳风物理参数，为研究磁暴、亚暴等空间天气过程提供前所未有的观测能力。

打造中欧深度合作新范式

王赤说，中欧空间科学合作起源于21世纪初中国“双星计划”与欧洲空间局“星簇计划”4颗卫星实现对地球空间的6点观测。这次中欧“微笑”卫星就是基于双方长期互信的积累、瞄准人类共同的空间天气挑战而开展的合作。

“微笑”卫星在任务分工、载荷研制和工程协同等三大方面，中欧双方形成平等互利、优势互补的合作机制，打造出全方位、全生命周期深度合作的中欧合作新范式。其“知识共创、风险共担、成果共享”的合作模式，也为构建外空领域新型国际科技合作提供了可复制、可推广的范本。

“微笑”卫星主载荷均为中欧联合研制，中方全面负责卫星平台研制、测控、地面支撑与科学应用系统建设，并主导研制紫外极光成像仪、低能离子分析仪和磁强计三台载荷；欧方负责载荷舱、软X射线成像仪研制，并提供运载火箭、发射场及主动段测控支持。

基于“微笑”卫星任务构建的系统协同的全链条工程体系，中欧合作团队建立起高效稳定的协同机制。

王赤称，“微笑”卫星充分体现出共同投入、共同研制、共同使用的“三共”原则，其科学数据将向全球的科学家开放。

作为一个非常独特的探测系统，“微笑”卫星在国际空间科学特别是空间天气领域的原创性探索、中欧的深度合作方式，也树立一个国际合作新标杆。

科学数据全球开放共享

根据计划，“微笑”卫星将在入轨后经过约42天的轨道机动，抵达科学观测轨道，随后开展为期2个月的在轨测试，之后进入为期3年的常规科学观测阶段。

王赤表示，在轨运行期间，中欧科学家将联合进行“微笑”卫星数据处理与分析，科学数据将面向全球科研机构开放共享，推动形成国际共同参与的研究格局。

他认为，“微笑”卫星任务的成功实施，是中国为人类空间科学知识宝库贡献前沿原创力量的关键一步，将有力推动中国从国际空间科学参与者向核心贡献者的转变。

中国科学院国家空间科学中心，大屏幕上展示的“微笑”卫星艺术效果图。中新网记者 孙自法 摄

展望未来，中国在“十五五”期间将组织实施“鸿蒙计划”、“夸父二号”、系外地球巡天、增强型X射线时变与偏振空间天文台等太空探源科学卫星计划。

其中，“鸿蒙计划”探测宇宙的黑暗时代与黎明时代；“夸父二号”研究高速太阳风和太阳磁活动变化的起源；系外地球巡天旨在搜寻系外类地球行星；增强型X射线时变与偏振空间天文台将研究极端宇宙条件下的物理规律。

王赤透露，在这些太空探源科学卫星计划方面，“我们正在跟欧洲空间局积极探索未来的合作”。(完)