空间中心研究人员提出月基X射线成像磁层全景探测的建议

　　地球的近地空间环境直接影响着地面通信、导航和航天技术系统的正常运行、危及人类空间活动。从全局视角对地球磁层的大尺度结构进行探测可以提高人类对太阳风-磁层相互作用动力学过程的认知。在以往的研究中，人们对于太阳风-磁层相互作用的了解主要来自于卫星的就地观测和相关理论模型。例如，Cluster和“双星”等任务在卫星所经过的轨迹上提供了关于磁层等离子体和场的重要信息。然而，就地探测只能提供有限点上的信息，很难全面揭示太阳风与地球磁层相互作用的物理过程。近年来，一种新型软X射线成像技术受到了关注——龙虾眼光学系统。这种新型软X射线成像仪是具有光谱分辨能力的大视场探测望远镜。该探测技术有望成为观测和研究地球空间环境的有力工具。 

　　继中科院和欧空局共同提出中欧联合空间科学卫星项目--太阳风磁层相互作用全景成像卫星计划（SMILE）之后，中科院空间中心王赤院士团队进一步提出，借助月球科研站平台，配置一台具有宽视场和高分辨观测能力的软X射线成像仪——月基软X射线成像仪(Lunar-based Soft X-ray Imager, LSXI)，以实现对地球磁层的全景、连续监测。我国在成功实施探月工程前三期任务后，正制定第四期任务的探测及研究计划。在此背景下，我们提出配置月基软X射线成像仪进行观测，该仪器将有效利用地球和月球之间观测位置的优势，实现：对地球磁层的实时连续监测（月球与地球同步自转, 月基仪器可以在稳定的对地距离上进行持续观测）；更大范围内的磁层全景成像（月地距离约60R_E, 15°×30°视场可覆盖包括弓激波、磁层顶和极尖区在内的整个磁层顶区域）；以及更长时间内的稳定观测（有别于卫星平台较短的寿命，月球是个稳定的观测平台，这就使得月基观测有望覆盖一个甚至多个太阳活动周期）。 

　　相关研究以封面文章形式发表在2021年第7期《中国科学：地球科学》杂志（中/英文版），由王赤院士担任通讯作者，郭亦鸿助理研究员、韦飞研究员、孙天然研究员、于锡峥副研究员、彭松武特别研究助理，以及英国合作者Graziella Branduardi-Raymont教授, Steven Sembay教授联合撰写。 

　　（供稿：天气室）  

图 《中国科学》中英文封面 

　　原文及引用： 

　　https://link.springer.com/article/10.1007/s11430-020-9792-5 

　　英文版：Guo Y, Wang C, Wei F, Sun T, Yu X, Peng S, Branduardi-Raymont G, Sembay S. 2021. A Lunar-based Soft X-ray Imager (LSXI) for the Earth’s magnetosphere. Science China Earth Sciences, 64(7); 1026-1035, https://doi,org/10.1007/s11430-020-9792-5.

　　中文版： 郭亦鸿，王赤，韦飞，孙天然，于锡峥，彭松武，Branduardi-Raymont G, Sembay S. 2021.月基软X射线成像仪——对地球磁层的全景观测. 中国科学：地球科学，51（7）；1009-1017, doi:10.1360/N072020-0415