3月3日元宵节，当人们仰望夜空欣赏月全食时，距地球约600公里的天关卫星也在“注视”此过程。5轨累计观测、有效观测时长约1.5万秒、获得高质量数据——这是天关卫星交出的最新成果。中国科学院国家天文台6日披露，在2025年3月14日和9月7日两次月全食观测之后，天关卫星此次再次完成全程精准观测，在跨年度的一年内实现三次月全食完整记录，成为国际上首个达成这一目标的科研设备。这不仅反映了我国空间科学观测能力，也为研究地月系统能量交换提供了新的观测依据。 月全食的科学意义远不止观赏价值。长期以来，科学界推测地球磁尾等离子体与月球表面存在物质与能量交换，但缺少直接观测证据。关键难点在于：月球X射线辐射主要由太阳X射线激发月表元素产生；而当月球进入地球磁尾等离子体片区域时，往往处于满月或近满月阶段，强烈的太阳X射线信号会掩盖磁尾粒子轰击产生的微弱辐射，使对应的效应难以被捕捉。 月全食为破解这一难题提供了难得窗口。月全食期间，地球遮挡太阳X射线，地球磁鞘也在一定程度上屏蔽太阳风粒子，此时观测磁尾等离子体片与月球相互作用的条件更为理想。但月全食平均每年不到一次，月球处于地球本影的时间仅数十分钟，观测机会非常有限。多次观测不仅能积累更多数据，也有助于比较不同地磁活动条件下月球X射线辐射的变化，这正是天关卫星实现“三次完整观测”的价值所在。 天关卫星是我国用于捕捉宇宙瞬时现象的X射线天文卫星，在轨两年来已发现百余颗X射线暂现源，取得多项成果。此次观测发生在卫星状态较佳阶段，星载设备运行稳定，为获取高质量数据提供了保障。 卫星搭载的“风行天”后随X射线望远镜在观测中发挥了核心作用。中国科学院高能物理研究所研究员陈勇介绍，“风行天”具备大视场、低本底和高灵敏度等特点，能够从复杂背景中识别微弱X射线信号。与观测遥远天体不同，对月观测需要卫星实时调整姿态，精确跟踪缓慢移动的月球，对姿态控制系统提出更高要求。 中国科学院国家天文台胡静维博士表示，科学中心依据月球运行规律，在密集的在轨观测计划中为元宵节月全食专门预留了观测窗口。本次观测负责人、中国科学院高能物理研究所高级工程师赵晓帆介绍，此次月全食发生时间与卫星轨道匹配度高，观测期间避开南大西洋异常区，条件较为理想。月全食从食既到生光持续58分钟，剔除地球遮挡等影响后，“风行天”实现约50分钟有效观测，成为“三次观测”中有效观测时长最长的一次。 天关卫星首席科学家、中国科学院国家天文台研究员袁为民表示，“风行天”此前已多次开展对月观测，获取了完整满月面X射线图像，并识别出月表氧、铁、镁、铝、硅等元素的分布特征，为后续研究打下基础。此次“三次完整观测”获得的高质量数据，将为继续理解地月系统物质与能量交换机制提供重要支撑。
天关卫星实现月全食“三次完整观测”，说明了我国空间X射线观测与在轨精密控制上的能力提升。随着后续数据分析推进，这些观测结果有望加深人类对地月空间环境与相互作用过程的认识，并为未来深空探测与月球科学研究提供参考。