去年發(fā)射的“羲和號(hào)”可以稱為我國(guó)探日工程的“探路者”,，而“夸父一號(hào)”則是觀察太陽的多面手,，它可以從紫外線,、可見光和X射線波段等對(duì)太陽進(jìn)行觀測(cè)。我國(guó)發(fā)射的兩顆探日衛(wèi)星各有側(cè)重,，將共同提升我國(guó)在世界太陽物理研究領(lǐng)域的影響力,。

10月9日上午,，我國(guó)綜合性太陽探測(cè)衛(wèi)星“夸父一號(hào)”,，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心搭乘長(zhǎng)征二號(hào)丁型運(yùn)載火箭發(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)”的中文全稱為先進(jìn)天基太陽天文臺(tái)(ASO-S)。它是中國(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)天基太陽探測(cè)衛(wèi)星的跨越式突破。

中國(guó)科學(xué)院紫金山天文臺(tái)研究員,、先進(jìn)天基太陽天文臺(tái)首席科學(xué)家甘為群表示,，“夸父一號(hào)”作為我國(guó)綜合性太陽探測(cè)專用衛(wèi)星,，將實(shí)現(xiàn)3個(gè)首次：國(guó)際上首次以“一磁兩暴”作為科學(xué)目標(biāo)并配置相應(yīng)的載荷組合,；國(guó)際上首次在一顆衛(wèi)星平臺(tái)上對(duì)全日面矢量磁場(chǎng)、太陽耀斑非熱輻射成像,、日冕物質(zhì)拋射的日面形成以及日冕傳播同時(shí)進(jìn)行觀測(cè),；國(guó)際上首次在萊曼阿爾法波段實(shí)現(xiàn)全日面和日冕同時(shí)觀測(cè)。

去年我國(guó)發(fā)射了第一顆探日衛(wèi)星“羲和號(hào)”,，此次“夸父一號(hào)”也順利升空,。盡管“夸父”與“羲和”的觀測(cè)任務(wù)不盡相同，但它們或?qū)⒊蔀槲覈?guó)科學(xué)家“追日”的最強(qiáng)搭檔,。

主要任務(wù)是觀測(cè)“一磁兩暴”

太陽是距離地球最近的恒星,，人類對(duì)這顆耀眼的“火球”充滿了好奇。

“從研究自然規(guī)律,、自然科學(xué)的角度來說,，太陽是一個(gè)非常好的天然物理‘實(shí)驗(yàn)室’，除了太陽內(nèi)部的物理過程外,，太陽的表面,、大氣、磁場(chǎng),、結(jié)構(gòu),、波動(dòng)、全波段輻射,、等離子體,、流體規(guī)律等都值得觀測(cè)研究?！备蕿槿赫f,。

關(guān)于太陽,，普通人最為關(guān)心的問題總是繞不開太陽會(huì)對(duì)地球造成的影響。

2003年萬圣節(jié)期間,，太陽暴發(fā)了一次強(qiáng)磁暴,，使歐美的一系列科學(xué)衛(wèi)星都遭受了不同程度的損害，導(dǎo)致全球衛(wèi)星通信受到干擾,，全球定位系統(tǒng)受到影響,，定位精度出現(xiàn)了偏差，致使地面和空間一些需要即時(shí)通信和定位的系統(tǒng)出現(xiàn)不同程度的癱瘓,。

究其原因,，就是太陽發(fā)射出大量帶電高能粒子，對(duì)地球電磁環(huán)境造成嚴(yán)重破壞,。

“太陽表面看起來很平靜,，其實(shí)很活躍。原因在于太陽有磁場(chǎng),，而且磁場(chǎng)超級(jí)亂,。當(dāng)磁場(chǎng)在太陽表面聚集，就會(huì)形成太陽黑子,。太陽黑子容易引起日珥,、耀斑和日冕物質(zhì)拋射等太陽暴發(fā)現(xiàn)象?！备蕿槿航榻B,，太陽一發(fā)威，就會(huì)對(duì)地球造成不小的影響,。不僅身在太空的航天員會(huì)面臨危險(xiǎn),，還會(huì)造成地球電力系統(tǒng)損壞、通信系統(tǒng)癱瘓……

太陽活動(dòng)11年為一周期,，根據(jù)推算,，2024—2025年是太陽活動(dòng)第25周峰年。甘為群表示,，“夸父一號(hào)”將以太陽活動(dòng)第25周峰年為契機(jī),，詳細(xì)記錄這期間的“太陽風(fēng)暴”。簡(jiǎn)言之,，它的主要科學(xué)目標(biāo)就是4個(gè)字：“一磁兩暴”,。所謂“一磁”就是太陽的磁場(chǎng)，“兩暴”就是太陽上兩類最劇烈的暴發(fā)現(xiàn)象——耀斑和日冕物質(zhì)拋射,。

“觀測(cè)和研究太陽磁場(chǎng),、耀斑和日冕物質(zhì)拋射的形成，以及它們的關(guān)聯(lián)和相互作用,，可以及時(shí)預(yù)報(bào)太陽暴發(fā)對(duì)人類的影響,，為空間天氣預(yù)警提供支持,。”甘為群解釋,。

據(jù)計(jì)算,，一旦太陽發(fā)生日冕物質(zhì)拋射等現(xiàn)象，科學(xué)家可以在它影響地球的至少40個(gè)小時(shí)前得到信息,，從而及時(shí)做出防護(hù),，避免可能造成的損失。

“夸父”與“羲和”各有千秋

近年來,，太陽物理研究這個(gè)領(lǐng)域非常熱,，我國(guó)去年發(fā)射了“羲和”，現(xiàn)在又有“夸父”,，這兩顆探日衛(wèi)星的區(qū)別在哪里,？

據(jù)悉，去年10月份發(fā)射的“羲和號(hào)”衛(wèi)星全稱為太陽Hα光譜探測(cè)與雙超平臺(tái)科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星,，主要是從技術(shù)上驗(yàn)證衛(wèi)星“雙超”平臺(tái),，就是利用高精度指向和指向穩(wěn)定度這兩個(gè)指標(biāo)開展試驗(yàn)。

Hα波段地面望遠(yuǎn)鏡也可以觀測(cè),，但是在太空進(jìn)行觀測(cè)更有利,，“羲和號(hào)”上搭載的望遠(yuǎn)鏡可以連續(xù)對(duì)太陽進(jìn)行觀測(cè),，還克服地球大氣抖動(dòng)等帶來的一系列問題,，能在短時(shí)間內(nèi)光譜掃描全日面，在掃描的波長(zhǎng)范圍里可以對(duì)每一個(gè)光譜點(diǎn)進(jìn)行成像,，其科學(xué)目標(biāo)是太陽色球動(dòng)力學(xué),。

“而‘夸父一號(hào)’是專門為觀測(cè)太陽而提出的，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’被歸類為空間科學(xué)衛(wèi)星,，它在科學(xué)目標(biāo)、觀測(cè)對(duì)象,、觀測(cè)波段等方面與‘羲和’完全不同,。”甘為群說,。

科技日?qǐng)?bào)記者了解到,，“夸父一號(hào)”攜帶了3臺(tái)儀器載荷，分別是專門觀測(cè)太陽磁場(chǎng)的全日面矢量磁像儀,，專門觀測(cè)太陽耀斑的太陽硬X射線成像儀,，專門觀測(cè)日冕物質(zhì)拋射的萊曼阿爾法太陽望遠(yuǎn)鏡，該望遠(yuǎn)鏡也幫助“夸父一號(hào)”首次實(shí)現(xiàn)萊曼阿爾法波段全日面和近日冕同時(shí)觀測(cè),。

這3臺(tái)儀器各有自己的“獨(dú)門武功”,。全日面矢量磁像儀是我國(guó)第一臺(tái)空間太陽磁場(chǎng)測(cè)量設(shè)備,，其時(shí)間分辨率相對(duì)較高，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,。

硬X射線成像儀用于對(duì)太陽耀斑非熱輻射探測(cè)，比國(guó)際同類儀器探頭數(shù)目要多,，有99個(gè)探測(cè)器,，能實(shí)現(xiàn)高分辨成像，還有大動(dòng)態(tài)范圍高速電子學(xué)讀出技術(shù),，確保了“夸父一號(hào)”對(duì)高級(jí)別耀斑暴發(fā)的探測(cè)能力,。

萊曼阿爾法太陽望遠(yuǎn)鏡是我國(guó)第一臺(tái)空間萊曼阿爾法太陽望遠(yuǎn)鏡，不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽從日冕到內(nèi)日冕的無縫觀測(cè),，還具備自動(dòng)監(jiān)測(cè)太陽耀斑暴發(fā)的能力,，并且其觀測(cè)模式能夠自主轉(zhuǎn)換。同時(shí),，萊曼阿爾法譜線本身也是一個(gè)新的觀測(cè)波段窗口,。

將在距離地面720千米的太陽同步軌道上至少服役4年的“夸父一號(hào)”，可以稱得上是“工作狂”,，在全年的絕大部分時(shí)間內(nèi),，可以24小時(shí)不間斷對(duì)太陽進(jìn)行觀測(cè)。僅僅在每年5月至8月,，每天會(huì)有短暫的時(shí)間進(jìn)入地球陰影,，“休息”最長(zhǎng)的一天也不超過18分鐘。它每天將產(chǎn)生大約500吉字節(jié)的數(shù)據(jù)量,，通過地面支撐系統(tǒng)和科學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)的處理后向全球開放,，數(shù)據(jù)共享。

因此,，我國(guó)發(fā)射的兩顆探日衛(wèi)星各有側(cè)重,，將共同提升我國(guó)在世界太陽物理研究領(lǐng)域的影響力。

可探測(cè)太陽大氣各層次

20世紀(jì)60年代以來,，世界各國(guó)已經(jīng)先后發(fā)射了數(shù)十顆太陽探測(cè)相關(guān)衛(wèi)星進(jìn)入太空,。

在這場(chǎng)“群雄逐日”的國(guó)際太陽探測(cè)熱潮中，我國(guó)在太陽物理學(xué)上的研究并未缺席,。甘為群介紹,，我國(guó)對(duì)于太陽物理的研究在國(guó)際上的地位很高，2010年中國(guó)在太陽物理領(lǐng)域發(fā)表論文的總量已位居世界第二,。

去年發(fā)射的“羲和號(hào)”可以稱為我國(guó)探日工程的“探路者”,，而“夸父一號(hào)”則是觀察太陽的多面手，它可以從紫外線,、可見光和X射線波段等對(duì)太陽進(jìn)行觀測(cè),。

“從去年開始,，可以說我國(guó)正式進(jìn)入了空間探日時(shí)代?！北本┐髮W(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院教授,、中國(guó)科學(xué)院太陽活動(dòng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任田暉介紹說，除了上述兩顆衛(wèi)星外,，去年夏天發(fā)射的氣象衛(wèi)星風(fēng)云三號(hào)E星上搭載了一臺(tái)太陽X射線—極紫外成像儀,，首次實(shí)現(xiàn)了我國(guó)空間日冕探測(cè)；今年夏天發(fā)射的中國(guó)科學(xué)院空間新技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星上搭載的46.5納米極紫外太陽成像儀首次實(shí)現(xiàn)了我國(guó)對(duì)太陽過渡區(qū)的探測(cè),。

田暉表示,，我國(guó)已實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽大氣各個(gè)層次的探測(cè)。配合地面望遠(yuǎn)鏡在可見光,、紅外和射電波段的探測(cè),，我國(guó)已初步建立綜合性的太陽觀測(cè)網(wǎng)。