本项目的科学目标是从技术原理上实现日冕仪探测范围的扩展,能够对内日球层范围内的日冕及CMEs和太阳风等扰动结构进行全周向成像观测。项目的科学和技术价值体现在:
(1)在日地物理研究方面,本项目拟研制的日冕仪可以实现长时间不间断地观测太阳日冕和内日球层空间,非常详尽地证认和跟踪太阳爆发和太阳风中的扰动结构在行星际空间的传播。如了解CME进入行星际空间之后的演化特征,观测和分析CIR结构并了解它们与其它结构如CME之间的相互作用。同时,对于太阳风本身携带的多种扰动结构的研究也具有重要的价值。这些观测对于人们全面理解太阳活动,特别是那些作为日球层和磁层活动的驱动源如CME、行星际激波、共转相互作用区之类的现象是十分重要的。
(2)在空间天气科学研究与预报方面,通过对日球层的整体连续观测,预报影响空间天气的各种扰动结构何时可以到达地球,由于可以以可视化的方式直接探测扰动结构的传播,特别是如果在太阳极轨卫星上搭载,随着大椭圆轨道上卫星与太阳距离的变化,观测范围跨度可从太阳附近直到地球轨道附近(215 R),可与射电波段的成像观测相互补充和印证,与其它卫星在黄道面的观测数据联合实现CME的三维重构,可以预报太阳爆发对地球甚至火星等行星影响。因此,是提高空间灾害性天气预报的准确性和实用性的必要手段。
(3)在国家应用需求方面,随着我国航天事业的快速发展,在轨卫星数量越来越多,由此引发的对空间环境和空间天气应用研究的需求越来越迫切。然而,目前我国科学家用以开展日地空间物理和空间天气预报所需的太阳和日地空间的整体成像观测数据基本上依赖于国外。因此,日冕仪等日地空间探测仪器的研制和应用,可以从根本上解决空间天气重要数据来源受制于人的局面。
(4)国际上几乎所有重要的日地空间物理和空间天气科学的综合观测平台均搭载日冕仪,是内日球层空间的探测的基本需求。我国目前正在规划的日地空间探测卫星(如SPORT)和中国气象局“风云”系列气象卫星上未来均对日冕仪的装备有需求。由于日冕仪的系统非常复杂、技术要求极高,而国内缺乏研究经验,与国际先进水平存在着很大的差距,因此需要尽早开展相关的原理样机的研制工作,为工程化做好准备。同时,也为未来自主开展日地空间探测做好技术和人才队伍的储备。