田百义，王大轶，张相宇，周文艳，朱安文，黄美丽，王 颖

(北京空间飞行器总体设计部，北京 100094)

0 引 言

太阳系边际通常以日球层为分界(如图1所示)，其内部是主要受太阳风控制的区域，其边缘距离太阳约80～150 AU。日球层之外是广袤无垠的星际空间，充满了等离子体、中性原子、宇宙尘埃以及宇宙线等星际介质。开展太阳系边际探测任务有利于探测日球层内部结构，揭示银河系起源和演化，对我国空间科学与技术水平的全面发展、进入和探索宇宙空间能力的提升具有重要意义[1-3]。

图1 日球层及旅行者号探测器位置示意图Fig.1 Diagram of heliosphere and the position of the Voyager 1 and Voyager 2 probes relative to the heliosphere

实施太阳系边际探测不仅要求探测器在短时间内达到极高的飞行速度，而且对极远距离深空测控通信技术、大功率空间核电源技术、长期自主健康管理与自主运行技术等均有较高要求。目前国际上还尚未有专门的太阳系边际探测任务，但先驱者号[4]、旅行者号[5-6]及新地平线号[7]等探测外太阳系天体的探测器已经达到太阳系逃逸速度，在完成主任务后将继续飞往更远的太阳系边际。其中先驱者10号和11号的主任务是飞临木星和土星，它们分别于1973年12月和1979年9月完成其主要历史使命，并继续朝深空飞去，分别于2003年2月(约80 AU)和1995年11月(约45 AU)与地球失去联系。旅行者1号和2号的设计任务是飞临太阳系的行星系统，在完成其设计任务后，继续向日球层边缘飞行，但由于旅行者1号和2号的设计目标并不是探测太阳系边际空间，再加上因电力供应不足而提前关闭了一些探测设备，太阳系边际的关键物理参量仍有待于进一步的任务来获取。……