我国成功发射综合性太阳探测卫星“夸父一号”，专家解读“探日”任务

交汇点讯 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，成功将先进天基太阳天文台“夸父一号”发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务取得圆满成功。

“夸父一号”是由中国太阳物理学家自主提出的综合性太阳探测专用卫星，是中国科学院空间科学先导专项继“悟空”“墨子号”“慧眼”“实践十号”“太极一号”“怀柔一号”之后，研制发射的又一颗空间科学卫星，实现了我国天基太阳探测卫星跨越式突破。

上天“探日”，“夸父一号”为何选择今年启程？它肩负哪些科研重任？记者连线采访先进天基太阳天文台首席科学家、科学应用系统总师等专家进行一一解读。

科学目标“一磁两暴”

“夸父一号”携带三台载荷启程

“‘夸父一号’的科学目标就是四个字‘一磁两暴’。”先进天基太阳天文台首席科学家，中国科学院紫金山天文台研究员甘为群科普道，“磁”就是磁场，“两暴”就是太阳上两类最剧烈的爆发现象——耀斑和日冕物质抛射。“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。”

为了实现这一科学目标，“夸父一号”有着独特的载荷配置。“我们给卫星设计了三台载荷，即携带三台仪器，一台全日面矢量磁像仪，专门观测太阳磁场；一台硬X射线成像仪，专门观测太阳耀斑；一台莱曼阿尔法太阳望远镜，专门观测日冕物质抛射。”

这样的科学目标和载荷配置，使“夸父一号”达成了三个“国际首次”：国际上首次以“一磁两暴”作为卫星的科学目标并且配置相应的载荷组合；国际上首次在一颗近地卫星平台上，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；国际上首次在莱曼阿尔法谱线波段实现全日面和近日冕无缝同时成像观测。

“夸父一号”在研究“一磁两暴”自然规律的同时，也会及时预报太阳爆发对地球的影响。先进天基太阳天文台首席科学家助理、中国科学院紫金山天文台封莉介绍，太阳爆发是灾害性空间天气事件的源头，比如日冕物质抛射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产生一系列影响。莱曼阿尔法望远镜中的日冕仪，就可以观测日冕物质抛射。“基于卫星的自主观测数据，我们可以尽早拿到关键数据进行空间天气的预报。”

在720公里之上“探日”

发射时间跟太阳活动周期有关

“夸父一号”重量约859kg，上天后将在距离地表720公里的太阳同步轨道上运行，设计工作年限不少于4年。

我们为什么要在空间进行太阳探测？先进天基太阳天文台首席科学家助理、中国科学院紫金山天文台苏杨介绍，在太阳辐射波谱中，有一些波段可以在地面上观测，比如Hα；但有很多波段，比如极紫外、X射线、伽马射线等，只能在太空里才能观测到。“多波段观测现在越来越重要，因为这样我们才能完整地看到一个天体的物理过程，否则就有点像盲人摸象，只摸到一小块，看不到整体。这也是为什么国际上非常重视空间天文的原因。”此外，科学载荷上天之后，不受地球大气干扰，观测效果将会好很多；同时，因为不受太阳自转影响，可以连续对太阳进行观测。

“夸父一号”的发射时间经过了充分考量。“之所以选择在今年发射，跟太阳活动周期有关。”甘为群介绍，太阳黑子的数量和位置呈现出的周期性变化，就是太阳11年活动周期。2021年到2022年正处于第25个太阳活动周期的开始阶段，随着太阳周期的开始，太阳黑子越来越多，太阳磁场会越来越强，太阳的爆发就会逐渐达到一个峰值。这个峰值可能在2024年到2026年之间。“2022年发射，预计工作时长不少于4年，就可以覆盖一个从开始到峰值的较为完整的太阳周期，从而获得尽可能多的观测样本。”

开启中国综合性太阳观测新时代

观测数据将实时开放共享

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。

为了实现高精度观测太阳，“夸父一号”经过了5年的工程研制，攻克了多项关键核心技术。

先进的科学技术使我们有机会看到更真切的太阳。据了解，“夸父一号”发射后，需要经过一段时间的在轨调试，再正式进入工作模式。届时，三台载荷每天可以观测到约500GB的数据量。

先进天基太阳天文台科学应用系统总师、中国科学院紫金山天文台黎辉表示，基于国际惯例，“夸父一号”所有数据将及时对全世界相关领域的科研工作者实时免费开放，“中国太阳物理学家一直以来都在享受国际开放的数据政策，我们综合性太阳观测卫星成功投用之后，也要对世界太阳物理研究作出原创性的贡献。”

新华日报·交汇点记者 蔡姝雯

图片由受访者提供

制图：中科院之声