太阳风—磁层相互作用全景成像卫星

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太阳风－磁层相互作用全景成像卫星（Solar wind Magnetosphere Ionosphere Link Explorer），简称SMILE、微笑卫星，是欧洲空间局与中国科学院的一个合作项目，属于空间科学先导专项二期项目。该项目计划发射探测器观测太阳风与地球磁层的相互作用，以及极光的形成。SMILE探测器于2026年5月19日搭乘织女星C运载火箭在圭亚那太空中心成功发射。

## 命名

项目团队使用计算机模拟了SMILE探测器搭载的软X射线成像仪将要观测到的图像。模拟结果显示，地球的南北两极地区大气与太阳风相互作用形成两个亮点，而太阳风变强时，除两个亮点之外，磁层顶与太阳风相互作用又形成一道弧线，使得整个图像如同地球在微笑一般。因此科学家将项目以首字母缩略词的形式命名为SMILE，意为“微笑”。

## 概览

SMILE卫星将首次从整体的尺度观测地球磁层，实现对极光的日侧和夜侧的同时成像。这些成像结果将揭示太阳风与地球磁层、电离层的整体关系，增进科学家对于太阳活动对地球空间天气的影响的了解。

SMILE将搭载的主要有效载荷包括：

- 软X射线成像仪（SXI）：用于观测太阳风与地球磁层的相互作用。“微笑”的模拟图像即为科学家们预期这一台成像仪将获得的图像。这一台仪器由英国莱斯特大学牵头完成。
- 紫外极光成像仪（UVI）：用于观测极光，并确定极冠的边界。这一台仪器由中国科学院牵头完成，ESA协助完成。
- 离子分析仪（LIA）：用于观测太阳风等离子体。这一台仪器由中国科学院牵头完成。
- 磁强计（MAG）：用于观测磁场。这一台仪器也由中国科学院牵头完成。

预计SMILE探测器将于2026年初发射，使用织女星C运载火箭火箭发射至近地点5000公里、远地点距地球约20倍地球半径（地球平均半径为6371公里）的高椭圆轨道。项目耗资预计为9200万欧元。

## 历史

在双星计划合作成功之后，中国科学院与欧洲空间局决定首次进行联合空间探测项目的遴选工作，并于2015年1月联合征集项目建议书。2015年4月，双方组成的专家评议委员会上，由伦敦大学学院和中国科学院国家空间科学中心联合提出的SMILE项目从13个应征方案中脱颖而出。6月至11月SMILE将进行进一步的前期工作，11月将决定是否批准这一计划。

### 前期研究

2015年6月-11月：SMILE任务进入概念研究的初始阶段，2015年11月欧洲空间局科学计划委员会最终批准该任务。

2015年12月18日：公布有效载荷需求信息（RFI）。目的是收集潜在供应商信息，以评估在已表明对任务有意愿的情况下低风险有效载荷的需求，准备2016年第一次竞标邀请。

2018年10月：完成任务系统需求评审，该任务被欧洲空间局科学计划委员会采纳并于2019年3月获得批准。

### 制造

2023年6月，在上海完成任务正样设计评审（CDR）。

2024年9月，由空中客车公司在西班牙制造的SMILE载荷舱正样件交付欧洲空间研究与技术中心（ESTEC）。

2024年12月，中国科学院研制的卫星平台正样件交付ESTEC。

2025年1月21日，载荷舱-卫星平台平台集成完成。

2025年2月-8月：完成整星正样试验，包括EMC测试、交流剩磁测试、质量测试、正弦振动试验、噪声试验、热真空试验和剩磁测试等。

2025年4月，整星进入ESTEC的麦克斯韦测试室，进行空间环境测试。之后又进行了质量特性测量和振动测试。

2025年11月，微笑卫星通过了鉴定和飞行验收评审。其发射计划于2026年4月8日至5月7日之间，由织女星C运载火箭发射，这将是Avio公司而非阿丽亚娜空间公司直接负责的首次火箭发射。

### 发射

2026年2月11日，微笑卫星离开欧洲空间研究与技术中心（ESTEC），在阿姆斯特丹港装载到南特海运公司的“蜂鸟号”（Colibri）货轮上，开始了为期两周的法属圭亚那之旅。两天后，该船在圣纳泽尔接收了微笑卫星任务的织女星C运载火箭的上面级。2月26日，该船停靠在法属圭亚那库鲁港，随后卫星运抵圭亚那航天中心。3月20日，航天器的四个燃料箱被注入1520升联氨。同日，欧空局宣布计划于2026年4月9日发射微笑卫星。3月26日，微笑卫星被放入织女星C火箭的有效载荷整流罩，完成合罩。4月5日，Avio公司在织女星C火箭上发现问题后推迟了发射。在排除火箭故障后，微笑卫星于2026年5月19日00:52（圭亚那当地时间）由织女星C运载火箭发射。发射后56分钟，卫星与地面完成首次通信，1分钟后太阳翼展开，发射任务圆满成功。

## 获奖情况

2020年5月21日，英国莱斯特大学的詹妮弗·卡特获得联合国教科文组织-欧莱雅及爱尔兰《科学》物理科学新秀奖

2023年，中国科学院国家空间科学中心孙天然获得国家自然科学基金委优秀青年

2025年，中国科学院国家空间科学中心戴磊研究院获得赵九章优秀中青年科学奖

2025年，欧洲航天技术中心Escoubet C. Philippe获得国际合作中关村奖

## 亮点成果

### 2025

- March 18 - Ultraviolet Imager (UVI) for the SMILE Mission, see
- February 07 - SMILE Ground Support System and Science Application System, see
- January 27 - Solar Wind Magnetosphere Ionosphere Link Explorer (SMILE): Science and Mission Overview, see

### 2024

- January - Special Issue on Modeling and Data Analysis Methods for the SMILE mission with 21 refereed papers published in Earth and Planetary Physics journal, see preface

### 2023

- 7 Mar - Geoeffectiveness of Interplanetary Alfvén Waves. I. Magnetopause Magnetic Reconnection and Directly Driven Substorms

### 2022

- 17 Dec - Finding magnetopause standoff distance using a soft X-ray imager: 1. Magnetospheric masking
- 15 Dec - Finding magnetopause standoff distance using a Soft X-ray Imager: 2. Methods to analyze 2-D X-ray images
- 22 Jun - Deriving the magnetopause position from wide field-of-view soft X-ray imager simulation

### 2021

- 1 Mar - A new inversion method for reconstruction of plasmaspheric He+ density from EUV images
- 18 Feb - Performance and simulated moment uncertainties of an ion spectrometer with asymmetric 2π field of view for ion measurements in space
- 21 Feb - Soft X‐ray and ENA imaging of the Earth's dayside magnetosphere

### 2020

- 20 Oct - Automatic auroral boundary determination algorithm with deep feature and dual level set
- 20 Aug - Deriving the magnetopause position from the soft X‐ray image by using the tangent fitting approach
- 17 Apr - Is the relation between the solar wind dynamic pressure and the magnetopause standoff distance so straightforward?

### 2019

- 27 August - ESA science highlight: Cluster and XMM pave the way for SMILE
- 1 May - Boundary Detection in Three Dimensions With Application to the SMILE Mission: the Effect of Model‐fitting Noise

### 2018

- 17 December - ESA SMILE definition study report

## 外部链接

- SMILE
- 欧洲空间局SMILE网站 (公众): https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Smile
- 欧洲空间局SMILE网站(科学工作组): https://www.cosmos.esa.int/smile
- 中国科学院国家空间科学中心微笑卫星网站: http://english.nssc.cas.cn/smile/
- 伦敦学院/穆拉德空间科学实验室SMILE任务网站: http://www.mssl.ucl.ac.uk/SMILE/
- 莱斯特大学软X射线团队网站: https://le.ac.uk/physics/research/space-projects-instrumentation/projects

## 基本资料

- 日语原文：太阳风－磁层相互作用全景成像卫星、Solar wind Magnetosphere Ionosphere Link Explorer
- names_list：SMILE、微笑卫星
- 说明：艺术家对微笑卫星的想象图
- 任务类型：空间科学（磁层）
- 运营单位：欧洲空间局、中国科学院
- 任务时长：设计寿命：3年、已进行：2026-05-19 03:52
- 制造商：空中客车集团（有效载荷舱）、中科院微小卫星创新研究院（卫星平台）
- 弹头量：2250 kg
- 净重：708 kg
- 功耗：850 W
- 推出时间：2026年5月19日00:52（圭亚那时间）、03:52（UTC+0）、05:52（欧洲中部夏令时间）、11:52（北京时间）
- launch_rocket：织女星C运载火箭
- 发射地点：圭亚那太空中心
- launch_contractor：Avio
- 参考坐标系：地心轨道
- 轨道类型：大椭圆轨道
- orbit_periapsis：5,000 km
- orbit_apoapsis：121,182 km
- 倾角：°或°
- apsis：地
- insignia_upright：0.6
- 域：欧洲空间局任务标识
- 分类：宇宙愿景（欧洲航天局科学计划）
- previous_mission：欧几里得太空望远镜
- next_mission：柏拉图号