剛剛，“夸父一號”發射成功！攜手“羲和”開啟“雙星逐日”之旅！數據全球共享

太陽，我們來了！

（“先進天基太陽天文臺”衛星效果圖）

今天早晨7點43分

酒泉衛星發射中心

我國首顆綜合性太陽探測衛星

--先進天基太陽天文臺（ASO-S）“夸父一號”

由長征二號丁型運載火箭發射升空

開啟我國綜合性太陽觀測的新時代

再向太陽出發！

（太陽黑子）

太陽，地球上萬物生靈的能量源泉。

太陽，是與我們關系最密切的一顆恒星，也是目前唯一一顆可以詳細研究的恒星。

太陽，為我們帶來了光明和溫暖，也對地球產生重大影響。

太陽的“狂怒”是一次次的劇烈爆發現象，包括太陽耀斑、日冕物質拋射等，會在日地空間引發一系列強烈擾動，甚至會影響人類日常生活的方方面面。人類就生活在由太陽這顆恒星所控制的太陽系內，因此，不管是從天文學角度探尋恒星奧秘，還是從人類實際生產生活出發，對太陽開展系統深入觀測都十分必要。

為什么非得上天探測太陽？先進天基太陽天文臺衛星首席科學家助理、太陽硬X射線望遠鏡載荷數據科學家，中科院紫金山天文臺研究員蘇楊解釋，有一些波段的確可以在地面上觀測，像Hα。但科學載荷上天之后，就能不受地球大氣的干擾，效果會好很多，另一個方面，在空間中可以連續對太陽進行觀測，不受太陽自轉影響。另外，還有很多波段在地面上是沒法觀測的，像X射線。這也是為什么國際上非常重視空間天文，因為像極紫外、X射線、伽馬射線，很多波段都需要在太空里觀測，這樣我們才能完整地看到一個天體完整的物理過程，否則就有點像瞎子摸象，我們只摸到一小塊，看不到整體，多波段觀測現在是越來越重要。

（“先進天基太陽天文臺”衛星效果圖）

上世紀60年代以來，世界空間大國已經先后發射了數十顆太陽探測相關衛星進入太空。在這場“群雄逐日”的國際太陽探測熱潮中，我國在太陽探測專用衛星方面一直缺席。

然而，我國在太陽物理學上的研究卻并未缺席，甚至可以用“優秀”來形容。ASO-S衛星工程首席科學家、中國科學院紫金山天文臺研究員甘為群介紹，太陽物理大約在中國的天文框架下占了1/10稍多的體量，學科雖然不大，但中國太陽物理在地面設施和研究方面在國際上的地位還是很高的，在2010年前后這個時間點上太陽物理在中國天文界的國際排名是最高的。當時中國在太陽物理領域發表論文的總量在國際上名列前茅，有人統計，在2010年左右已經排在世界第二。但論文所用的絕大部分觀測數據都是來自國際上的太陽衛星，提出ASO—S衛星就是要強調，我國在國際上對太陽物理研究原創性的重大貢獻。

將先進天基太陽天文臺命名為“夸父一號”有兩層含義，一方面“夸父”是廣為人知的中國神話人物，“夸父逐日”的故事表達了中國古代先民胸懷大志、探索自然、英勇頑強的精神，蘊含了中華民族千百年來試圖揭開太陽神秘面紗的不懈求索。另一方面寓意著“夸父一號”將與未來中國太陽探測衛星一道，開啟中國綜合性太陽觀測的新時代。“嫦娥奔月”對仗“夸父逐日”，完美地詮釋了中國人熱愛自然、探索自然的情懷與浪漫。

“夸父一號”是一顆綜合性太陽探測專用衛星，將實現我國太陽衛星探測跨越式突破。

01 國際上首次 以“一磁兩暴”作為衛星的科學目標并配置相應的載荷組合

02 國際上首次 在一顆衛星平臺上對全日面矢量磁場、太陽耀斑非熱輻射成像，日冕物質拋射的日面形成和近日冕傳播同時進行觀測

03 國際上首次 在萊曼阿爾法波段實現全日面和近日冕同時觀測

三大“法寶”加持 “夸父一號”本領強

（“先進天基太陽天文臺”衛星效果圖）

“夸父一號”重量858KG，將在720KM的太陽同步軌道上至少服務4年。衛星系統總師，中科院微小衛星創新研究院研究員諸成解釋，選取了720公里高的軌道也是仍有講究的。一是大氣密度比較低，有利于排除環境干擾，另一個就是在全年里只有3個月左右的時間存在地球陰影，其他時間是全日照，可以提供連續長時間不間斷的太陽觀測。

“夸父一號”計劃以太陽活動第25周峰年作為契機，將詳細記錄第25個太陽活動周的“太陽風暴”。衛星設計壽命不少于4年， 太陽活動有11年的周期，衛星的設計壽命可以基本覆蓋太陽峰年的極大期，這對我們的科學研究、實現衛星科學目標是非常有利的。

“夸父一號”攜帶了三臺儀器載荷，分別是全日面矢量磁像儀，專門觀測太陽磁場；太陽硬X射線成像儀，專門觀測太陽耀斑；萊曼阿爾法太陽望遠鏡，專門觀測日冕物質拋射，也是首次實現萊曼阿爾法波段全日面和近日冕同時觀測。

這三大“法寶”各有自己的獨門武功特色，比如全日面矢量磁像儀，其時間分辨率相對較高；硬X射線成像儀比國際同類儀器探頭數目要多，有99個探測器；萊曼阿爾法太陽望遠鏡則不僅能進行內日冕觀測，同時萊曼阿爾法譜線本身又是一個新的觀測波段窗口。

上天去干嘛？“一磁兩暴”！

（日冕物質拋射、太陽耀斑、太陽黑子）

“一磁”就是磁場，“兩暴”就是兩個太陽上兩類最劇烈的爆發現象——耀斑和日冕物質拋射。這就是“夸父一號”衛星肩負的科學使命?！拔覀兙褪且芯窟@三者之間的關系，即磁場與耀斑的關系，磁場與日冕物質拋射的關系，日冕物質拋射與耀斑的關系；研究它們的形成、演化、相互作用和可能存在的因果關聯，同時為空間天氣預警提供支持?！?/p>

太陽爆發是災害性空間天氣事件的源頭，所以弄清楚太陽爆發本身的一些物理屬性對預報空間天氣具有很重要的作用。先進天基太陽天文臺衛星首席科學家助理、萊曼阿爾法太陽望遠鏡（LST）載荷數據科學家，中國科學院紫金山天文臺研究員封莉介紹，衛星上的載荷--萊曼阿爾法望遠鏡里，就包含有日冕儀。日冕儀會觀測CME，即日冕物質拋射。日冕物質拋射就會引起一系列的空間天氣效應，可能會引發地磁暴，進而對衛星導航定位、衛星姿態軌道等方面帶來一系列影響。“夸父一號”衛星發射以后，我們就能根據我國自主的觀測數據、日冕儀的數據等等提取一些日冕物質拋射的具體參數，來進行空間天氣的預報。

夸父一號、羲和、帕克號……

最近太陽物理這個領域非常熱，例如NASA發射了“帕克號”，我國去年發射了“羲和”，現在又有了“夸父一號”，這三顆探日衛星的區別在哪里？甘為群也為公眾科普了一番。

（日冕物質拋射 圖片來源 NASA）

“帕克號”衛星是美國主導的飛到太陽附近進行觀測的衛星，在歷史上確實是第一次，他的軌道是個大的橢圓，最近的近日點可以達到10個太陽半徑左右，這意味著它受到的太陽的熱是非常強的，它不可能面對太陽來進行觀測，只能在前面加上厚厚的防熱罩，所以它只能探測到太陽附近粒子、磁場這些環境，不能直接看太陽。“夸父一號”這顆衛星是直接看太陽，是用遙測遙感的手段觀測太陽，對太陽進行成像?！芭量颂枴钡目茖W目標主要是針對太陽風和太陽周圍的這些環境，“夸父一號”的目標是“一磁兩暴”，直接看太陽，所以說他們完全是互補關系?！芭量颂枴碑斎皇欠浅Ｏ冗M的，但“帕克號”和“夸父一號”這兩顆衛星確實是科學目標不一樣。

（第24個太陽活動周）

跟我國去年10月份發射的“羲和”衛星比較，“羲和”衛星全稱叫“太陽探測科學試驗衛星”，是一顆科學試驗衛星，主要是從技術上想驗證一種衛星平臺叫“雙超”平臺，就是用高精度指向和指向的穩定度這兩個指標做一個試驗?！棒撕汀痹?019年6月立項，而“夸父一號”是2017年底立項的。

“羲和”上放的望遠鏡是Hα波段，在地面上也可以觀測，但是放到天上以后有非常大的好處，它可以連續對太陽進行觀測，還可以克服地球大氣抖動等等帶來的一系列問題，可以在短時間內光譜掃描全日面，在掃描的波長范圍里每一個光譜點都可以進行成像，其科學目標是色球動力學?！翱涓敢惶枴辈灰粯樱菍ｉT為太陽觀測而提出的，是完全以科學目標為牽引的空間科學衛星計劃，所以“夸父一號”的提法是“空間科學衛星”，它在科學目標、觀測對象、觀測波段等方面與“羲和”完全不同。

我國發射的兩顆探日衛星各有側重，共同提升我國在世界太陽物理研究領域的影響力。

5年研制歷程 困難重重

從2011年提出，2017年正式工程立項再到初樣、正樣工程研制，這條“逐日之路”“夸父一號”走得幾多艱辛。

（“先進天基太陽天文臺”衛星效果圖）

因為“夸父一號”這顆衛星要高精度觀測太陽，衛星上三臺載荷在國內首次上天，可借鑒的經驗少，新技術、新部件、新材料多，而且要實現的任務比較多、比較復雜，研制過程中確實也遇到了一些技術上的困難，很多技術是國內首次采用的。

比如，全日面磁像儀是國內第一臺在空間實現對太陽磁場觀測的儀器，它采用的一些新的器件、新的技術都是首創的，國內是首次上天的，比如它的大面陣CMOS探測器是國內自主研發開發的，它面陣很大。其次，高速的圖像讀出，每秒幀屏16幅圖，這款探測器我們是一邊研制一邊定型，做了大量地面試驗驗證其能夠適應空間應用。

最終，他們克服了。

“夸父一號”衛星發射之后，有4至6個月的在軌測試階段，在衛星測試完成之后，數據正常生產。三個載荷每天可以觀測到大概500GB的數據量，通過地面支撐系統和科學應用系統的處理后，會及時對全世界相關領域的科研工作者，包括太陽物理、空間環境、空間物理、空間天氣等等領域，實時免費開放，共同實現ASO-S科學目標，以造福全人類。

（圖文素材由中科院空間中心提供）

資料：話匣子

編輯：干鈺瓊