微笑”卫星转入科学运行阶段，首批在轨科学观测图像及探测数据发布

中欧联合研制的太阳风-磁层相互作用全景成像卫星（“微笑”卫星，SMILE）顺利通过在轨测试总结评审，转入科学运行阶段。中欧双方于2026年9月30日正式发布卫星四台科学载荷首批观测图像及探测数据。

“微笑”卫星于2026年5月19日在法属圭亚那库鲁航天中心成功发射。经过约一个月变轨操作，卫星于6月20日到达近地点5120公里，远地点12.09万公里科学观测轨道。抵达预定轨道后，载荷舱和科学载荷陆续开机，设备工作正常，科学载荷完成在轨调试和在轨定标，取得有效科学数据，符合预期。

在轨测试结果表明，整星所有任务单元运行正常，各项功能性能均已完成验证，中国科学院团队已独立完成卫星载荷舱的全部操作，为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-磁层耦合过程奠定坚实基础，四台科学载荷整体工作状态良好。中欧双方对此次合作给予高度评价，对卫星在轨测试结果和合作成果表示高度肯定。

卫星首批在轨观测图像及探测数据包括紫外极光成像仪（UVI）国际首次获取不间断北半球极光全景及精细结构影像、软X射线成像仪（SXI）拍摄的大麦哲伦星云超新星遗迹图像，以及磁强计（MAG）和低能离子分析仪（LIA）国际首次获得地球极高轨高分辨率在轨探测数据。

紫外极光成像仪（UVI）：国际首次获取不间断北半球极光全景及精细结构影像

UVI用于监测极光的时空变化，识别并追踪极光结构，刻画太阳风-磁层耦合系统中的能量沉积，于2026年7月16日开机。图1为北半球极光图像。极光图像是理解磁层空间物质和能量输运的可视化窗口。通过极光图像中不同类型结构的动态变化，可以理解磁层空间等离子体的动力学行为。

UVI是目前国际上星载极光全景监测连续时间最长、时间分辨率最高的成像仪，最长连续观测时间达44小时，最高时间分辨率达5秒。UVI将在“微笑”卫星独特的大椭圆轨道上开展长期的高时空分辨率极光全景监测，可视化太阳风-磁层耦合的全过程。

图1 UVI获得的极光卵图像，拍摄时间2026年8月4日(原始图像，未做处理)

图像来源：中国科学院、欧洲空间局

软X射线成像仪（SXI）：国际首台对地星载软X射线成像仪获得首张图像

SXI于2026年6月27日开机，设备工作正常，已完成载荷定标工作。借助SXI，“微笑”卫星成为首个对地球磁场进行详细且长时间X射线观测的航天器。

图2显示了一颗大约16万光年前大麦哲伦星云中巨型恒星爆炸的遗迹，这些百万度高温的“超新星残骸”发出明亮X射线光芒，使大麦哲伦星云和N132D成为“微笑”卫星的绝佳观测对象。进入科学运行阶段后，“微笑”卫星将实际观测当地球磁层边缘被太阳带电粒子击中时释放的软X射线。

图2 “微笑”卫星X射线首图——大麦哲伦星云中的超新星遗迹

图像来源：欧洲空间局、中国科学院

磁强计（MAG）：国际首次获得地球极高轨高分辨率磁场数据

MAG用于探测太阳风和磁层磁场，磁场是链接太阳风-磁层-电离层的纽带，于2026年6月27日开机，完成在轨调试及定标后，分辨率优于0.1 nT，可探测到太阳风的微弱变化。MAG将随“微笑”卫星独特的轨道，穿越原位探测几乎空白的高纬度磁层顶、磁鞘等区域，为解译SXI和UVI图像、研究太阳风-磁层相互作用提供原位探测数据。

图3是伸杆展开前后MAG测量的磁场，可以看到伸杆展开后噪声明显降低。图4为MAG穿越弓激波的探测数据，左侧是太阳风磁场，磁场经弓激波压缩，磁鞘区磁场波动大。图5是MAG观测结果与多源综合太阳风数据集（OMNIweb）太阳风数据的比对，结果一致。

图3 MAG伸杆展开前后磁场数据对比

图像来源：中国科学院、欧洲空间局

图4 “微笑”卫星穿越弓激波获得的矢量磁场数据

图像来源：中国科学院、欧洲空间局

图5 “微笑”卫星太阳风磁场强度与多源综合太阳风数据集（OMNIweb）数据比对一致

图像来源：中国科学院、欧洲空间局

低能离子分析仪（LIA）：国际首次获得地球极高轨高分辨率离子数据

LIA用于探测离子能量、方向、通量分布，获得离子三维速度分布函数，进而反演离子的速度、密度、温度等物理参量，于2026年6月30日开机。图6为离子能谱图，展示了磁层离子能谱（10eV～25keV）随时间的演化。图7为离子能谱及方向分布（24方位角×16俯仰角），测量图中每一个子图即为离子能谱随时间演化，整体方向分布符合离子束流典型角度分布特征。这些数据为了解“微笑”卫星轨道离子环境、解译SXI、UVI成像数据，研究太阳风-磁层相互作用提供重要输入。

图6 LIA离子能谱探测数据

图像来源：中国科学院、欧洲空间局

图7 LIA能谱及方向分布实测图

图像来源：中国科学院、欧洲空间局

中欧深度合作，开启空间天气研究新篇章

“微笑”卫星由中国科学院（CAS）与欧洲空间局（ESA）联合研制，是中国科学院空间科学战略性先导科技专项（二期）的收官之作，也是继2003年“双星计划”之后中欧主导联合开展的又一大型空间科学探测国际合作项目，更是中欧双方科学家开展任务级全方位深度合作的新里程碑。卫星将利用最先进的成像技术提供磁层顶、极尖区和极光卵的同步观测，结合天基和地基的太阳风和磁层原位探测结果，提供影响整个空间天气链条的太阳风-磁层相互作用的首次全景成像观测。该任务将为空间物理学研究带来新的观测视角，并在预测及减轻空间天气灾害方面具有直接的推动作用。

中欧双方在任务分工、载荷研制和工程协同等三大方面，形成了平等互利、优势互补的合作机制。由中国科学院国家空间科学中心和欧洲空间局共同负责工程大总体工作。卫星由载荷舱和卫星平台组成，中方负责卫星平台，由中国科学院微小卫星创新研究院研制，欧方负责载荷舱，由欧洲空中客车(Airbus)研制。卫星一共配置了四台有效载荷，包括软X射线成像仪（SXI），由莱斯特大学负责研制；紫外极光成像仪（UVI）由中国科学院国家空间中心及欧洲空间技术中心联合研制；磁强计（MAG）以及低能离子分析仪（LIA），由中国科学院国家空间科学中心研制。运载火箭和发射由欧方负责，织女星-C型运载火箭由意大利艾维欧(AVIO)公司负责研制，是我国首次在法属圭亚那库鲁航天中心发射卫星；星箭分离前的测控由欧方负责，分离后的测控由中方负责；科学数据接收以欧洲奥希金斯（O'Higgins）站为主，并通过欧洲控制中心传给地面支撑系统，中方的三亚站为备份接收站，由中国科学院空天信息创新研究院负责研制。地面支撑系统和科学应用系统由中国科学院国家空间科学中心负责。

“微笑”卫星的成功运行，标志着中欧空间科学合作迈入新阶段，将为人类认识太阳风-磁层相互作用、提升空间天气预报能力作出重要贡献。

图8 “微笑”卫星艺术图

图像来源：中国科学院

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