10月9日7時(shí)43分，我國(guó)在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心采用長(zhǎng)征二號(hào)丁型運(yùn)載火箭，成功將先進(jìn)天基太陽(yáng)天文臺(tái)“夸父一號(hào)”發(fā)射升空。衛(wèi)星順利進(jìn)入預(yù)定軌道，發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功。

“夸父一號(hào)”全稱“先進(jìn)天基太陽(yáng)天文臺(tái)”(簡(jiǎn)稱ASO-S)，是由中國(guó)太陽(yáng)物理學(xué)家自主提出的綜合性太陽(yáng)探測(cè)專用衛(wèi)星，也是中國(guó)科學(xué)院空間科學(xué)先導(dǎo)專項(xiàng)繼“悟空”“墨子號(hào)”“慧眼”“實(shí)踐十號(hào)”“太極一號(hào)”“懷柔一號(hào)”之后，研制發(fā)射的又一顆空間科學(xué)衛(wèi)星，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)天基太陽(yáng)探測(cè)衛(wèi)星跨越式突破。

“夸父一號(hào)”是用來(lái)干什么的?它與去年發(fā)射的“羲和號(hào)”衛(wèi)星有何區(qū)別?針對(duì)這些問(wèn)題，《中國(guó)科學(xué)報(bào)》采訪了“夸父一號(hào)”首席科學(xué)家、中科院紫金山天文臺(tái)研究員甘為群，衛(wèi)星系統(tǒng)總師、中科院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院研究員諸成，科學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)總師、中科院紫金山天文臺(tái)研究員黎輝。

《中國(guó)科學(xué)報(bào)》：為何以“夸父一號(hào)”為衛(wèi)星命名?

甘為群：將先進(jìn)天基太陽(yáng)天文臺(tái)命名為“夸父一號(hào)”有兩個(gè)方面的含義。

一方面，“夸父”是廣為人知的中國(guó)神話人物，“夸父逐日”的故事表達(dá)了中國(guó)古代先民胸懷大志、探索自然、英勇頑強(qiáng)的精神，體現(xiàn)了中華民族千百年來(lái)試圖揭開(kāi)太陽(yáng)神秘面紗的不懈求索。“夸父逐日”對(duì)仗“嫦娥奔月”，完美詮釋了中國(guó)人熱愛(ài)自然、探索自然的情懷與浪漫。另一方面，這個(gè)命名寓意著“夸父一號(hào)”將與未來(lái)中國(guó)太陽(yáng)探測(cè)衛(wèi)星一道，開(kāi)啟中國(guó)綜合性太陽(yáng)觀測(cè)新時(shí)代。

《中國(guó)科學(xué)報(bào)》：“夸父一號(hào)”衛(wèi)星是用來(lái)干什么的?

甘為群：這顆衛(wèi)星的科學(xué)目標(biāo)就是4個(gè)字，即“一磁兩暴”。“磁”是磁場(chǎng)，“兩暴”是太陽(yáng)上兩類最劇烈的爆發(fā)現(xiàn)象——耀斑、日冕物質(zhì)拋射。

我們要研究這三者之間的關(guān)系，即磁場(chǎng)與耀斑的關(guān)系、磁場(chǎng)與日冕物質(zhì)拋射的關(guān)系、日冕物質(zhì)拋射與耀斑的關(guān)系，還要研究它們的形成、演化、相互作用和可能存在的因果關(guān)聯(lián)，為空間天氣預(yù)警提供支持。

“夸父一號(hào)”實(shí)現(xiàn)了3個(gè)“國(guó)際首次”——國(guó)際上首次以“一磁兩暴”作為衛(wèi)星的科學(xué)目標(biāo)，并且配置相應(yīng)的載荷組合;國(guó)際上首次在一顆近地衛(wèi)星平臺(tái)上，對(duì)全日面矢量磁場(chǎng)、太陽(yáng)耀斑非熱輻射成像、日冕物質(zhì)拋射的日面形成和近日冕傳播同時(shí)進(jìn)行觀測(cè);國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)萊曼阿爾法波段從日面到近日冕同時(shí)觀測(cè)。

《中國(guó)科學(xué)報(bào)》：最近太陽(yáng)物理領(lǐng)域非常熱，例如，美國(guó)宇航局發(fā)射了“帕克號(hào)”衛(wèi)星，我國(guó)去年發(fā)射了“羲和號(hào)”衛(wèi)星，今年又發(fā)射了“夸父一號(hào)”衛(wèi)星。這些探日衛(wèi)星的區(qū)別在哪里?

甘為群：“帕克號(hào)”衛(wèi)星是美國(guó)主導(dǎo)的飛到太陽(yáng)附近進(jìn)行觀測(cè)的衛(wèi)星，其軌道是一個(gè)大的橢圓，最近的近日點(diǎn)可以達(dá)到10個(gè)太陽(yáng)半徑左右。這意味著它受到的太陽(yáng)熱非常強(qiáng)，不可能面對(duì)太陽(yáng)進(jìn)行觀測(cè)，必須加上厚厚的防熱罩，所以它只能探測(cè)到太陽(yáng)附近粒子、磁場(chǎng)這些環(huán)境，不能直接看太陽(yáng)。而“夸父一號(hào)”衛(wèi)星是直接看太陽(yáng)，用遙測(cè)遙感的手段觀測(cè)太陽(yáng)，對(duì)太陽(yáng)進(jìn)行成像。所以說(shuō)它們是互補(bǔ)關(guān)系。“帕克號(hào)”當(dāng)然是非常先進(jìn)的，但二者的科學(xué)目標(biāo)不一樣。

我國(guó)去年10月發(fā)射的“羲和號(hào)”衛(wèi)星全稱為“太陽(yáng)探測(cè)科學(xué)試驗(yàn)衛(wèi)星”，于2019年6月立項(xiàng)，主要是從技術(shù)上驗(yàn)證一種超高指向精度、超高穩(wěn)定度的“雙超”衛(wèi)星平臺(tái)。“羲和號(hào)”上的望遠(yuǎn)鏡不僅可以在地面工作，到太空后還有極大的優(yōu)勢(shì)，既可以連續(xù)對(duì)太陽(yáng)進(jìn)行觀測(cè)，還能克服地球大氣抖動(dòng)等帶來(lái)的一系列問(wèn)題，在短時(shí)間內(nèi)掃描全日面，并在掃描的波長(zhǎng)范圍里對(duì)每個(gè)光譜點(diǎn)進(jìn)行成像。

“夸父一號(hào)”專門為觀測(cè)太陽(yáng)提出，2017年底立項(xiàng)，是完全以科學(xué)目標(biāo)為牽引的空間科學(xué)衛(wèi)星計(jì)劃，所以“夸父一號(hào)”被稱為“空間科學(xué)衛(wèi)星”，在科學(xué)目標(biāo)、觀測(cè)對(duì)象、觀測(cè)波段等方面與“羲和號(hào)”完全不同。

《中國(guó)科學(xué)報(bào)》：國(guó)際上太陽(yáng)探測(cè)發(fā)展的整體情況如何?我國(guó)處于什么樣的位置?

甘為群：2011年，中國(guó)科學(xué)院空間科學(xué)先導(dǎo)專項(xiàng)(一期)正式啟動(dòng)，我們提出了“夸父一號(hào)”衛(wèi)星計(jì)劃。當(dāng)時(shí)，國(guó)際上已經(jīng)有70多顆太陽(yáng)探測(cè)專用衛(wèi)星或相關(guān)領(lǐng)域衛(wèi)星。作為太陽(yáng)物理研究工作者，我們非常著急。

太陽(yáng)物理在中國(guó)天文學(xué)研究中占據(jù)的體量超過(guò)1/10。2010年左右，中國(guó)在太陽(yáng)物理領(lǐng)域發(fā)表論文的總量已經(jīng)在國(guó)際上排名第二，但寫論文所用的觀測(cè)數(shù)據(jù)絕大部分來(lái)自國(guó)際上的太陽(yáng)衛(wèi)星。作為中國(guó)的太陽(yáng)物理學(xué)家，能說(shuō)自己是“世界領(lǐng)先”嗎?正是在這樣的背景下，我們下決心一定要發(fā)射自己的科學(xué)衛(wèi)星。“夸父一號(hào)”就是要推動(dòng)我國(guó)對(duì)國(guó)際太陽(yáng)物理研究作出原創(chuàng)性的重大貢獻(xiàn)。

“夸父一號(hào)”先后經(jīng)歷了預(yù)先研究、背景型號(hào)、綜合立項(xiàng)論證等程序，最終在2017年底獲得工程立項(xiàng)批復(fù)，又經(jīng)過(guò)了5年的工程研制，克服重重困難，終于發(fā)射成功。

《中國(guó)科學(xué)報(bào)》：“夸父一號(hào)”衛(wèi)星將如何實(shí)現(xiàn)科學(xué)目標(biāo)?

甘為群：為實(shí)現(xiàn)“一磁兩暴”的科學(xué)目標(biāo)，“夸父一號(hào)”上配了3個(gè)有效載荷，即全日面矢量磁像儀、萊曼阿爾法太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡、硬X射線成像儀，分別觀測(cè)太陽(yáng)磁場(chǎng)、日冕物質(zhì)拋射和太陽(yáng)耀斑。每臺(tái)儀器都有自己的特色。

諸成：全日面矢量磁像儀是我國(guó)第一臺(tái)空間太陽(yáng)磁場(chǎng)測(cè)量設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)全日面光球矢量磁場(chǎng)的持續(xù)觀測(cè)，與國(guó)際同類載荷相比具有更高的磁場(chǎng)測(cè)量靈敏度和時(shí)間分辨率。

萊曼阿爾法太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡是我國(guó)第一臺(tái)空間萊曼阿爾法太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡，可以實(shí)現(xiàn)萊曼阿爾法波段從日面到近日冕同時(shí)觀測(cè)，具有極高的雜散光抑制能力、自動(dòng)監(jiān)測(cè)太陽(yáng)耀斑爆發(fā)能力，觀測(cè)模式能在軌自主轉(zhuǎn)換。

太陽(yáng)硬X射線成像儀采用獨(dú)特的傅里葉變換調(diào)制成像原理，對(duì)太陽(yáng)耀斑活動(dòng)中的30~200keV高能輻射進(jìn)行全日面高分辨率成像和能譜探測(cè)，性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)際一流水平。

《中國(guó)科學(xué)報(bào)》：“夸父一號(hào)”衛(wèi)星發(fā)射成功后還要做什么?

甘為群：衛(wèi)星發(fā)射后要經(jīng)歷一段時(shí)間的在軌調(diào)試，之后會(huì)進(jìn)入正常工作模式。3個(gè)載荷每天可以觀測(cè)到的數(shù)據(jù)量大約為500GB，通過(guò)地面支撐系統(tǒng)和科學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)處理后向全球開(kāi)放。

太陽(yáng)活動(dòng)有11年的周期，“夸父一號(hào)”的設(shè)計(jì)壽命不少于4年，可以基本覆蓋太陽(yáng)峰年的極大期。這對(duì)于進(jìn)行科學(xué)研究、實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星科學(xué)目標(biāo)是非常有利的。

《中國(guó)科學(xué)報(bào)》：“夸父一號(hào)”衛(wèi)星在數(shù)據(jù)共享方面有什么計(jì)劃?

黎輝：“夸父一號(hào)”的數(shù)據(jù)是完全開(kāi)放的。數(shù)據(jù)正常生成后會(huì)及時(shí)對(duì)全世界太陽(yáng)物理、空間環(huán)境、空間物理、空間天氣等相關(guān)領(lǐng)域的科研工作者實(shí)時(shí)免費(fèi)開(kāi)放。這樣的數(shù)據(jù)共享政策也是基于國(guó)際慣例。中國(guó)太陽(yáng)物理學(xué)家一直以來(lái)都在享受國(guó)際開(kāi)放的數(shù)據(jù)政策紅利，我國(guó)綜合性太陽(yáng)觀測(cè)衛(wèi)星成功在軌運(yùn)行之后，也會(huì)對(duì)世界作出回饋。

免責(zé)聲明：本網(wǎng)轉(zhuǎn)載自其它媒體的文章，目的在于弘揚(yáng)科技創(chuàng)新精神，傳遞更多科技創(chuàng)新信息，宣傳國(guó)家科技政策，展示國(guó)家科技形象，參與國(guó)際科技輿論競(jìng)爭(zhēng)，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)，在此我們謹(jǐn)向原作者和原媒體致以崇高敬意。如果您認(rèn)為本網(wǎng)文章及圖片侵犯了您的版權(quán)，請(qǐng)與我們聯(lián)系，我們將第一時(shí)間刪除。