中国太阳探测“夸父”发射：夸父逐日，我们从未停歇

2022年10月9日7时43分，我国在酒泉卫星发射中心采用长征二号丁型运载火箭，成功将“夸父一号”发射升空，且卫星顺利进入预定轨道。

我们国家已经多次用具有中国古代文化内涵的名称给航天计划命名。2022年7月，卫星工程部门就这颗卫星向全国征名，共搜集到25000多份提名，其中三分之一都建议命名为“夸父”，最后选择使用“夸父一号”作为卫星的名称。

“夸父一号”卫星的外观（图片来源：夸父一号官网）

“夸父”这个名字一方面代表了一段“追逐太阳”的神话故事，但另一方面，这个名字却有着一段带有遗憾与传承的故事。也许，在确定“夸父”这个名字时，科学家们心中也会有一些感慨。

“夸父逐日”与探索精神

神话中的远古时候，有一群力大无穷的巨人，他们的首领叫做“夸父”。有一年的天气非常热，火辣辣的太阳直射在大地上，烤死庄稼，晒焦树木，河流干枯。酷热让人难以忍受，夸父族的人纷纷死去。看着痛苦不堪的族人，夸父决心捉住太阳，让大家的生活回归正轨。

夸父追逐太阳，一路追赶到太阳落下的地方。跑了这么久又累又被太阳烤，他感到口渴想要喝水，喝干了黄河、渭河的水，但这两条河的水还不够他止渴，于是他又出发去喝北方的大湖水，但夸父还没有到达大湖，就在半路渴死了。他死后，手中的手杖遗弃下来，化作了桃林，这片桃林终年茂盛，为往来的过客遮荫，结出的鲜桃，为勤劳的人们解渴。

这段故事的原文是《山海经·海外北经》：“夸父与日逐走，入日。渴欲得饮，饮于河渭，河渭不足，北饮大泽。未至，道渴而死。弃其杖，化为邓林。”

此外还有其他描述，如《山海经·大荒北经》：“大荒之中，有山名曰成都载天。有人珥两黄蛇，把两黄蛇，名曰夸父。后土生信，信生夸父。夸父不量力，欲追日景，逮之于禺谷。将饮河而不足也，将走大泽，未至，死于此。应龙已杀蚩尤，又杀夸父，乃去南方处之，故南方多雨。”讲到了夸父的出身，是“后土”生“信”，“信”生“夸父”，夸父是不自量力，追太阳，但被应龙所杀，这个小故事是古人把南方多雨的自然现象用神话传说解释。

一方面，神话故事是古人解释无法理解的现象而编撰的，体现了中国古人对未知自然好奇和思索的精神，与我们探索太阳的科学研究理想、人类求知的欲望不谋而合；另一方面，“夸父”这一追逐太阳的形象，反映了古代人民探索大自然的强烈愿望和顽强意志。那么，人类观测、探索太阳的航天器，采用这个名字，是很有文化内涵的。

“夸父逐日，无论是远古还是现代，我们探索太阳的脚步从未停歇。”“夸父一号”卫星首席科学家、中国科学院紫金山天文台的甘为群研究员在接受《中国科学报》采访时如是说。

“夸父一号”卫星首席科学家 中国科学院紫金山天文台的甘为群研究员（图片来源：中国科学院紫金山天文台官网）

曾经的夸父卫星计划

然而，“夸父”这个名字用于观测、探索太阳的航天器，并非2022年才有的想法。

2003年1月，在国家自然科学基金委员会地学部“关于推动空间天气研究座谈会”上，北京大学涂传诒院士在同肖佐、张永维总师和中国科学院魏奉思教授讨论的基础上提出了“夸父计划”（Kuafu Mission）的科学思想和基本概念。2004年，国家自然科学基金委员会决定以重点项目形式支持“夸父计划”的预研。

北京大学涂传诒院士（图片来源：北京大学官网）

这项计划又称空间风暴、极光和空间天气探测计划，由三颗卫星组成，可以全天候的监测太阳活动的发生及其伴生现象、太阳活动导致的地球近地空间环境的变化以及地球极光分布等。

三颗卫星怎么实现“逐日”的目标呢？“夸父A”卫星计划飞行与地球和太阳之间的引力平衡点（拉格朗日L1点）上，这样它可以跟随地球的公转，一直停留在地球和太阳之间，不但可以24小时对太阳“拍照”，假如太阳爆发出现高速太阳风、日冕物质抛射等现象，太阳喷出的物质在抵达地球之前会先经过“夸父A”卫星，这颗卫星就能探测并对地球发出预警。“夸父B1”、“夸父B2”卫星则是一对沿极区轨道共轭飞行的卫星，保证它们大多数时候总是一颗在观测北极、一颗在观测南极，除了监测极区上空的太空环境，也能实时对地球的极光拍照，因为极区的现象通常是由太阳活动驱动的。如此，三颗卫星就从多个方面监测了太阳活动及其对地球的影响。

夸父计划三颗卫星位置的示意图（图片来源：海南日报）

太阳活动大致以11年为周期，涂传诒院士建议这三颗卫星在太阳活动高年发射，夸父计划提出的2003-2004年就是太阳高年，下一次大概在2012-2014年期间。这项计划发布时引起了国际上的巨大关注，吸引了多位国际著名空间科学家参加。但是，这项计划由于要发射卫星到拉格朗日L1点，难度巨大，估算的经费十分夸张，航天技术难题也确实难以克服，后来一再搁浅。并且，这是一项国际合作计划，在研究准备时期，欧空局多次遇到资金问题，无法正常参与，故而夸父计划长期处于“暂缓执行”状态。

2008年，笔者在涂传诒院士的课堂上，听到他的感慨——“我年纪大了，这次太阳活动高年如果不能发射夸父卫星，我就看不到了。”

“夸父一号”卫星（ASO-S）的继承与发扬

在“夸父一号”卫星（ASO-S）的官网上写着：“不建议使用中文昵称的音译（Kuafu-1）（中文可以使用夸父一号），以避免与之前项目发生混淆。”

这颗卫星在立项和开发时的名称是“先进天基太阳天文台”，英文“Advanced Space-based Solar Observatory”，简称ASO-S，而并非刚才我们介绍的夸父计划曾经使用过的“Kuafu”。

据悉，我国打造太阳观测卫星的想法最早可以追溯到20世纪70年代，而直到2017年底，“先进天基太阳天文台”才获得中国科学院批复正式工程立项。

这颗卫星科学目标可以简称为“一磁两暴”——“一磁”就是太阳磁场，太阳和地球一样有磁场，甚至比地球的磁场更强，太阳上的日珥、黑子等等都与它的磁场有关；“两暴”则是指太阳上两类最剧烈的爆发现象，分别是太阳耀斑和日冕物质抛射，耀斑是太阳上耀眼的光斑，而“日冕物质抛射”指的是太阳爆发时把自己外层名为“日冕”的圈层中的物质大量喷出到太空当中。

171Å（17.1nm）辐射成像下的太阳，能看到耀斑和日冕物质抛射（图片来源：美国太阳动力学天文台SDO）

想要监测“一磁两暴”，“夸父一号”搭载了磁象仪探测太阳磁场，以及“莱曼阿尔法”(Lyα)、硬X射线这两种太阳辐射的拍照成像，从照片中监测太阳耀斑和日冕物质。因此，这颗卫星对太阳的研究是多方面一体的，即观测和研究太阳磁场、太阳耀斑和日冕物质抛射的起源及三者之间可能存在的因果关系。

“夸父一号”将详细记录第25个太阳活动周的“太阳风暴”。根据估计，卫星定标等完成后，每天将产生大约500GB的探测数据，且卫星全部科学数据和分析软件将面向全球用户开放共享。届时，围绕这颗卫星观测数据的研究和应用将成为国际热点，科学家在研究太阳自然现象所包含的物理规律的同时，也将有机会及时预报太阳爆发对人类活动的影响。

“夸父一号”卫星的载荷以及功能（图片来源：潇湘晨报）

结语

“夸父”之名的接力，不仅仅是梦想的传承，更是精神的传承，正是这种不懈探索的精神，推动着一代又一代人不倦地求解未知的领域。

出品：科普中国

作者：王铮

监制：中国科普

博览

编辑：孙晨宇

中国科普博览是中科院科普云平台，由中科院计算机网络信息中心主办，依托中科院高端科学资源，致力于传播前沿科学知识，提供趣味科教服务。