太阳双超卫星完成观测试验验证，预计10月发射！

太阳Hα光谱探测与双超平台科学技术试验卫星，简称太阳双超卫星，英文名称为Chinese Hα Solar Explorer (CHASE)，是我国第一颗兼顾科学观测和技术试验的太阳卫星，由南京大学、上海航天技术研究院和中科院长春光机所等单位联合研发。太阳双超卫星于2019年6月获得国防科工局立项批复，经过两年多紧张的研制工作，终于进入到集成测试和发射准备阶段，计划于2021年10月发射升空。

太阳双超卫星示意图（Li et al., RAA, 2019, 19, 165）

太阳双超卫星质量为550千克，运行于平均高度517公里的太阳同步轨道，设计寿命为3年。卫星的科学载荷为“Hα成像光谱仪”（Hα Imaging Spectrograph, HIS），利用双超卫星平台的超高指向精度和超高稳定度，CHASE/HIS可以实现两种太阳观测模式：光谱扫描成像和白光连续谱成像。

在光谱扫描成像模式下，CHASE/HIS可以在Hα谱线（中心波长为6562.8埃）和FeI谱线（中心波长6569.2埃）临近波段的300余个波长点实现全日面或局部日面成像，得到日面上任意一点的光谱信息。通过近期的实验室定标和太阳实测验证，CHASE/HIS的光谱分辨率达到0.072埃，像元光谱分辨率为0.025埃，空间分辨率约为1角秒，全日面扫描时间约为46秒。在白光连续谱成像模式下，CHASE/HIS可以在6689埃附近（透过带半宽~13.4埃）的连续谱上实现全日面成像，空间分辨率约为1角秒，时间分辨率为1秒。

Hα成像光谱仪构型图及正样产品

近期，CHASE/HIS分别在长春光学精密机械与物理研究所和南京天文光学技术研究所完成了实验室定标和外场成像测试。在光谱扫描成像模式下，狭缝在日面上某一位置处所获得的光谱图如下。其中左图为原始光谱，右图为经过谱线弯曲和平暗场改正后的光谱，上下两个窗口分别对应了FeI谱线（6569.2Å）和Hα谱线（6562.8Å）。

原始光谱（左）和改正后光谱（右），7月15日南京观测

当太阳像面匀速扫过狭缝时，即可得到日面上任意一点的光谱信息。下面的动图展示出在4600多步扫描过程中获得的全日面光谱，扫描步长为4.6微米每10毫秒，全日面扫描时间仅需约46秒。测试表明扫描机构的稳定性和可靠性均达到了设计要求。

全日面Hα波段的光谱图，7月15日南京观测

从光谱维的任意波长点上抽取一条狭缝像，经过4600多次拼接即可得到对应该波长的全日面像。下图所示为拼接得到的Hα线心的全日面像，从中可以看到日珥、暗条、谱斑等色球结构。

Hα线心全日面光谱成像，7月15日南京观测

每个波长点都对应了一幅全日面像，因此，CHASE/HIS通过一次扫描就能获得300余幅不同波长的全日面像，而它们反映了不同太阳大气层次的特征。下面的动图所示为Hα波段范围内的全日面像（波长间隔~0.07埃），其信息含量异常丰富。

Hα波段范围内的全日面光谱成像，7月15日南京观测

在白光连续谱成像模式下，可以获得6689埃附近的全日面像。其主要功能一则可以监视太阳黑子和活动区的演化，二则可以用于分析双超卫星平台的性能指标。下图所示为白光连续谱全日面像。

白光连续谱全日面像，7月15日南京观测

需要说明的是，以上的地面测试是在南京进行的，而该地区的视宁度较差，另外还有云层的干扰，这直接影响了成像的空间分辨率和信噪比。可以预期，当太阳双超卫星在轨运行时，其观测质量将远远高于以上所示的地面测试结果。

太阳双超卫星将实现国际上首次全日面Hα波段的光谱成像观测。CHASE/HIS的科学目标非常明确，即研究太阳低层大气（光球和色球）的动力学过程以及太阳爆发活动的物理机制。未来它将与我国的综合性太阳探测卫星——先进天基太阳天文台（ASO-S）形成观测层次和观测波段的有效互补，共同取得由中国科学家主导的重大原创性科研成果。CHASE和ASO-S的双发成功，将开启我国空间探日的新时代，让我们拭目以待！