刚刚，“夸父一号”发射成功！携手“羲和”开启“双星逐日”之旅！数据全球共享

刚刚，“夸父一号”发射成功！携手“羲和”开启“双星逐日”之旅！数据全球共享

太阳，我们来了！

（“先进天基太阳天文台”卫星效果图）

今天早晨7点43分

酒泉卫星发射中心

我国首颗综合性太阳探测卫星

--先进天基太阳天文台（ASO-S）“夸父一号”

由长征二号丁型运载火箭发射升空

开启我国综合性太阳观测的新时代

再向太阳出发！

（太阳黑子）

太阳，地球上万物生灵的能量源泉。

太阳，是与我们关系最密切的一颗恒星，也是目前唯一一颗可以详细研究的恒星。

太阳，为我们带来了光明和温暖，也对地球产生重大影响。

太阳的“狂怒”是一次次的剧烈爆发现象，包括太阳耀斑、日冕物质抛射等，会在日地空间引发一系列强烈扰动，甚至会影响人类日常生活的方方面面。人类就生活在由太阳这颗恒星所控制的太阳系内，因此，不管是从天文学角度探寻恒星奥秘，还是从人类实际生产生活出发，对太阳开展系统深入观测都十分必要。

为什么非得上天探测太阳？先进天基太阳天文台卫星首席科学家助理、太阳硬X射线望远镜载荷数据科学家，中科院紫金山天文台研究员苏杨解释，有一些波段的确可以在地面上观测，像Hα。但科学载荷上天之后，就能不受地球大气的干扰，效果会好很多，另一个方面，在空间中可以连续对太阳进行观测，不受太阳自转影响。另外，还有很多波段在地面上是没法观测的，像X射线。这也是为什么国际上非常重视空间天文，因为像极紫外、X射线、伽马射线，很多波段都需要在太空里观测，这样我们才能完整地看到一个天体完整的物理过程，否则就有点像瞎子摸象，我们只摸到一小块，看不到整体，多波段观测现在是越来越重要。

（“先进天基太阳天文台”卫星效果图）

上世纪60年代以来，世界空间大国已经先后发射了数十颗太阳探测相关卫星进入太空。在这场“群雄逐日”的国际太阳探测热潮中，我国在太阳探测专用卫星方面一直缺席。

然而，我国在太阳物理学上的研究却并未缺席，甚至可以用“优秀”来形容。ASO-S卫星工程首席科学家、中国科学院紫金山天文台研究员甘为群介绍，太阳物理大约在中国的天文框架下占了1/10稍多的体量，学科虽然不大，但中国太阳物理在地面设施和研究方面在国际上的地位还是很高的，在2010年前后这个时间点上太阳物理在中国天文界的国际排名是最高的。当时中国在太阳物理领域发表论文的总量在国际上名列前茅，有人统计，在2010年左右已经排在世界第二。但论文所用的绝大部分观测数据都是来自国际上的太阳卫星，提出ASO—S卫星就是要强调，我国在国际上对太阳物理研究原创性的重大贡献。

将先进天基太阳天文台命名为“夸父一号”有两层含义，一方面“夸父”是广为人知的中国神话人物，“夸父逐日”的故事表达了中国古代先民胸怀大志、探索自然、英勇顽强的精神，蕴含了中华民族千百年来试图揭开太阳神秘面纱的不懈求索。另一方面寓意着“夸父一号”将与未来中国太阳探测卫星一道，开启中国综合性太阳观测的新时代。“嫦娥奔月”对仗“夸父逐日”，完美地诠释了中国人热爱自然、探索自然的情怀与浪漫。

“夸父一号”是一颗综合性太阳探测专用卫星，将实现我国太阳卫星探测跨越式突破。

01 国际上首次 以“一磁两暴”作为卫星的科学目标并配置相应的载荷组合

02 国际上首次 在一颗卫星平台上对全日面矢量磁场、太阳耀斑非热辐射成像，日冕物质抛射的日面形成和近日冕传播同时进行观测

03 国际上首次 在莱曼阿尔法波段实现全日面和近日冕同时观测

三大“法宝”加持 “夸父一号”本领强

（“先进天基太阳天文台”卫星效果图）

“夸父一号”重量858KG，将在720KM的太阳同步轨道上至少服务4年。卫星系统总师，中科院微小卫星创新研究院研究员诸成解释，选取了720公里高的轨道也是仍有讲究的。一是大气密度比较低，有利于排除环境干扰，另一个就是在全年里只有3个月左右的时间存在地球阴影，其他时间是全日照，可以提供连续长时间不间断的太阳观测。

“夸父一号”计划以太阳活动第25周峰年作为契机，将详细记录第25个太阳活动周的“太阳风暴”。卫星设计寿命不少于4年， 太阳活动有11年的周期，卫星的设计寿命可以基本覆盖太阳峰年的极大期，这对我们的科学研究、实现卫星科学目标是非常有利的。

“夸父一号”携带了三台仪器载荷，分别是全日面矢量磁像仪，专门观测太阳磁场；太阳硬X射线成像仪，专门观测太阳耀斑；莱曼阿尔法太阳望远镜，专门观测日冕物质抛射，也是首次实现莱曼阿尔法波段全日面和近日冕同时观测。

这三大“法宝”各有自己的独门武功特色，比如全日面矢量磁像仪，其时间分辨率相对较高；硬X射线成像仪比国际同类仪器探头数目要多，有99个探测器；莱曼阿尔法太阳望远镜则不仅能进行内日冕观测，同时莱曼阿尔法谱线本身又是一个新的观测波段窗口。

上天去干嘛？“一磁两暴”！

（日冕物质抛射、太阳耀斑、太阳黑子）

“一磁”就是磁场，“两暴”就是两个太阳上两类最剧烈的爆发现象——耀斑和日冕物质抛射。这就是“夸父一号”卫星肩负的科学使命。“我们就是要研究这三者之间的关系，即磁场与耀斑的关系，磁场与日冕物质抛射的关系，日冕物质抛射与耀斑的关系；研究它们的形成、演化、相互作用和可能存在的因果关联，同时为空间天气预警提供支持。”

太阳爆发是灾害性空间天气事件的源头，所以弄清楚太阳爆发本身的一些物理属性对预报空间天气具有很重要的作用。先进天基太阳天文台卫星首席科学家助理、莱曼阿尔法太阳望远镜（LST）载荷数据科学家，中国科学院紫金山天文台研究员封莉介绍，卫星上的载荷--莱曼阿尔法望远镜里，就包含有日冕仪。日冕仪会观测CME，即日冕物质抛射。日冕物质抛射就会引起一系列的空间天气效应，可能会引发地磁暴，进而对卫星导航定位、卫星姿态轨道等方面带来一系列影响。“夸父一号”卫星发射以后，我们就能根据我国自主的观测数据、日冕仪的数据等等提取一些日冕物质抛射的具体参数，来进行空间天气的预报。

夸父一号、羲和、帕克号……

最近太阳物理这个领域非常热，例如NASA发射了“帕克号”，我国去年发射了“羲和”，现在又有了“夸父一号”，这三颗探日卫星的区别在哪里？甘为群也为公众科普了一番。

（日冕物质抛射 图片来源 NASA）

“帕克号”卫星是美国主导的飞到太阳附近进行观测的卫星，在历史上确实是第一次，他的轨道是个大的椭圆，最近的近日点可以达到10个太阳半径左右，这意味着它受到的太阳的热是非常强的，它不可能面对太阳来进行观测，只能在前面加上厚厚的防热罩，所以它只能探测到太阳附近粒子、磁场这些环境，不能直接看太阳。“夸父一号”这颗卫星是直接看太阳，是用遥测遥感的手段观测太阳，对太阳进行成像。“帕克号”的科学目标主要是针对太阳风和太阳周围的这些环境，“夸父一号”的目标是“一磁两暴”，直接看太阳，所以说他们完全是互补关系。“帕克号”当然是非常先进的，但“帕克号”和“夸父一号”这两颗卫星确实是科学目标不一样。

（第24个太阳活动周）

跟我国去年10月份发射的“羲和”卫星比较，“羲和”卫星全称叫“太阳探测科学试验卫星”，是一颗科学试验卫星，主要是从技术上想验证一种卫星平台叫“双超”平台，就是用高精度指向和指向的稳定度这两个指标做一个试验。“羲和”在2019年6月立项，而“夸父一号”是2017年底立项的。

“羲和”上放的望远镜是Hα波段，在地面上也可以观测，但是放到天上以后有非常大的好处，它可以连续对太阳进行观测，还可以克服地球大气抖动等等带来的一系列问题，可以在短时间内光谱扫描全日面，在扫描的波长范围里每一个光谱点都可以进行成像，其科学目标是色球动力学。“夸父一号”不一样，它是专门为太阳观测而提出的，是完全以科学目标为牵引的空间科学卫星计划，所以“夸父一号”的提法是“空间科学卫星”，它在科学目标、观测对象、观测波段等方面与“羲和”完全不同。

我国发射的两颗探日卫星各有侧重，共同提升我国在世界太阳物理研究领域的影响力。

5年研制历程 困难重重

从2011年提出，2017年正式工程立项再到初样、正样工程研制，这条“逐日之路”“夸父一号”走得几多艰辛。

（“先进天基太阳天文台”卫星效果图）

因为“夸父一号”这颗卫星要高精度观测太阳，卫星上三台载荷在国内首次上天，可借鉴的经验少，新技术、新部件、新材料多，而且要实现的任务比较多、比较复杂，研制过程中确实也遇到了一些技术上的困难，很多技术是国内首次采用的。

比如，全日面磁像仪是国内第一台在空间实现对太阳磁场观测的仪器，它采用的一些新的器件、新的技术都是首创的，国内是首次上天的，比如它的大面阵CMOS探测器是国内自主研发开发的，它面阵很大。其次，高速的图像读出，每秒帧屏16幅图，这款探测器我们是一边研制一边定型，做了大量地面试验验证其能够适应空间应用。

最终，他们克服了。

“夸父一号”卫星发射之后，有4至6个月的在轨测试阶段，在卫星测试完成之后，数据正常生产。三个载荷每天可以观测到大概500GB的数据量，通过地面支撑系统和科学应用系统的处理后，会及时对全世界相关领域的科研工作者，包括太阳物理、空间环境、空间物理、空间天气等等领域，实时免费开放，共同实现ASO-S科学目标，以造福全人类。

（图文素材由中科院空间中心提供）

资料：话匣子

编辑：干钰琼