弘扬科学家精神 | 中国首颗太阳探测卫星“羲和号”科学与应用系统总设计师李川——拆解藏在太阳光芒里的谜题

517公里高空，太阳同步轨道上，“羲和号”满载着人类对太阳的好奇心，每96分钟绕地球飞行一圈，一天15次与太阳“赴约”。在每次碰面的30分钟里，它调整姿态对准太阳，将光球层黑子的缓慢脉动、色球层耀斑的骤然喷发以及细微的光谱波动记录下来。

太空传回的观测数据，流入南京大学太阳科学数据中心——这里是“羲和号”科学与应用系统的地面“大本营”。从项目论证到在轨追日的多年中，一群坐得住冷板凳的科研人，一点点拆解着藏在太阳光芒里的谜题。南京大学天文与空间科学学院教授、“羲和号”科学与应用系统总设计师李川，在这条追光逐日、探索未知的道路上，走了近20年。

“听从内心的选择”

2014年的一天，正在南京大学任教的李川，被中国科学院院士、自己的博士生导师方成叫去办公室：“想不想做一颗探测太阳的卫星？”李川没有立即回答。许多年后他回忆，这句话成了他人生的转折点。

1981年，李川出生在山东淄博一个普通家庭，从小对星空充满好奇。本科毕业后，他考入南京大学天文学系（现天文与空间科学学院），硕博连读，后加入“太阳课题组”。

在天文学界，太阳研究不算热门赛道，但李川始终认定它有着不可替代的研究价值。李川介绍，太阳是离地球最近的一颗恒星，在太阳上发生的爆发活动，也可能在其他遥远的天体上发生。人类对太阳的物理过程越了解，对宇宙的认识就越深刻。

2008年博士毕业，李川赴欧洲从事博士后研究，方向是太阳爆发与高能粒子。李川发现，在地面上观测太阳，躲不开大气和云层等干扰，欧美早已发射多颗太阳卫星和深空探测器，开启了空间探日；而我国没有自己的太阳探测卫星，中国学者拿不到一手原始数据，只能用国外卫星的公开数据做跟进研究。

导师方成鼓励他，李川却忧心忡忡，“用别人的数据发论文，成就感差了一点；如果转而研究卫星，就要先放下目前手上的研究，另辟新路，万一失败了，就什么都没有了。”

“国家总得有自己的太阳探测卫星。”李川告诉自己，“这一次就听从内心的选择，哪怕失败了也没关系。”

“没成果，但一切都值得”

要研制卫星，首先要明确科学目标。作为探路者，“羲和号”的核心功能是对太阳Hα光谱进行探测。这是太阳可见光里最重要的谱线之一，能帮助人类探测低层大气，了解太阳活动源区的物理过程。

但Hα光谱波段极窄，常规拍照成像会让信号淹没在背景光谱里无法分辨。李川说，“羲和号”的核心创新点，就是采用“CT扫描”思路，分层扫描出内部结构。

南京大学牵头论证的核心载荷“太阳Hα成像光谱仪”基本原理是：让太阳光先穿过9微米宽的狭缝，再通过每毫米刻线1900对的光栅展开光谱，把光谱看得更清晰。

这套设计，相当于把十几米高的“太阳塔”（塔式太阳望远镜）硬生生塞进70厘米见方的科学载荷，难度远超想象。课题组四处对接科研院所研制，先后两次合作都因技术门槛过高、适配性不足宣告失败。

2018年，课题组和中国科学院长春光学精密机械与物理研究所达成合作，卫星载荷的研制落地。2019年6月，经过论证，“羲和号”获得国家航天局批复立项，由南京大学、中国航天八院、长春光机所等单位联合攻关。“这是值得纪念的日子！”李川说，“5年没论文、没成果，但一切都值得。”

发射定在2021年底前，时间极紧。研发团队直接跳过初样环节，从原理样机一步跨到正样研制。李川带着团队开启“魔鬼节奏”：每周至少一次飞到合作单位对接，几乎天天在线开会，连轴转啃下了所有难题。

2021年10月14日，“羲和号”发射升空，我国正式步入空间探日时代。站在发射场，李川松了一口气。但真正的考验才刚开始。

随着卫星入轨、初光观测数据传回，李川的心情从兴奋变得低落：空间分辨率没有达到预期。两家工程单位都拍着胸脯保证，产品绝无问题。那么最大可能是发射时的震动，让某个活动件产生了位移。

光谱仪上共有5个活动件，只能挨个尝试。李川将调节意见交给两家单位，由他们发指令给卫星，卫星飞过中国上空时，微调一次。然而一连8个月毫无进展。“这是我科研生涯中最绝望的时候，但我不能放弃。”李川带领团队继续坚守，部件一个一个调试没效果，那就几个一组联调。

2022年8月3日，在“羲和号”入轨近10个月后，根据它传回数据绘制出的画面质量，光谱分辨度、时间分辨度等均达到最佳水平。那一刻，李川百感交集。

“抱着锲而不舍和乐观主义的精神”

“羲和号”设计寿命是3年，如今已超期在岗。这几年，李川团队的工作，就是每两个月指挥卫星在轨定标，进行数据处理后发布给全世界。“我们分享到网站的太阳图片、剪辑的科普视频，不是卫星直接拍摄的。原始数据就像底片，得‘校准’和‘调色’，才能变成好看的太阳图像。”李川说。

处理卫星数据的工序，也是李川培养学生的过程。他的学生中先后有11人参与了卫星研发工作，有人迷上了太阳研究，有人成长为独当一面的数据处理专家。

5年间，团队交出了答卷。“我们首次精确刻画了太阳大气自转的三维图像。”李川说，此前普遍认为，太阳内层大气转得快、外层大气转得慢，观测数据推翻了这个结论：太阳磁场“拽”着外层大气跑，所以转动更快。截至目前，已有16个国家的科研团队下载使用“羲和号”的数据，显著提升了我国在太阳物理领域的国际影响力。

追日的脚步不停歇。就在“羲和号”发射的前一天，“羲和二号”的第一场论证会已经开在了发射现场。2025年12月，“羲和二号”立项时，团队已扩大至30人。

李川常常告诉学生：“当年我们是追着别人跑，现在轮到我们领着大伙往前走了。抱着锲而不舍和乐观主义的精神，我们一定会走得更远。”

记者手记

追光逐日 勇攀科技高峰

从“用别人的数据”到“领着大伙往前走”，“羲和号”追光逐日。这不仅是从无到有的突破，更是科学家砥砺奋进的写照。

勇攀科技高峰，需要甘坐冷板凳的定力。是做跟随研究，还是搞原始创新？李川选择了更难的路。正是这种不计个人得失、锲而不舍的坚守，换来了一次次绝境中的突破。

勇攀科技高峰，需要敢闯无人区的魄力。“羲和号”的创新研发没有现成经验可循。传统成像模式不管用，就创新为“CT扫描”；合作失败，就另起炉灶……突破性成果从不属于循规蹈矩者，而是属于敢闯敢试、勇于创新的人。

勇攀科技高峰，还需要薪火相传的接力。从“羲和号”到“羲和二号”——一项事业行稳致远，是科学家精神的代代传承。科研创新，需要一代人站在上一代人的肩膀上，望向更远的星辰大海。

建设科技强国，需要更多像李川这样的坚守者，在更多领域实现从追赶到引领的跨越。

（来源：人民日报）