“夸父”探日怎么探

王玨玢 張泉

我國(guó)綜合性太陽(yáng)探測(cè)專(zhuān)用衛(wèi)星“夸父一號(hào)”——先進(jìn)天基太陽(yáng)天文臺(tái)（ASO-S）10月9日在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空?！翱涓敢惶?hào)”的探日之路為何開(kāi)啟？又如何推進(jìn)？

”夸夫一號(hào)“有哪些絕活兒？

衛(wèi)星首席科學(xué)家、中科院紫金山天文臺(tái)研究員甘為群介紹，“夸父一號(hào)”上搭載了三臺(tái)載荷，它們既有組合優(yōu)勢(shì)，也各有各的特色和本領(lǐng)。

“夸父一號(hào)”上搭載的全日面矢量磁像儀可以觀(guān)測(cè)太陽(yáng)的全日面矢量磁像數(shù)據(jù)，它的觀(guān)測(cè)靈敏度和時(shí)間分辨率在國(guó)際上同類(lèi)探測(cè)器中位居前列；萊曼阿爾法太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡對(duì)應(yīng)著太陽(yáng)觀(guān)測(cè)的“新窗口”，可能帶回全新的太陽(yáng)物理信息；而太陽(yáng)硬X射線(xiàn)成像儀可以對(duì)30至200keV能段的X射線(xiàn)成像，其傅里葉分量在空間調(diào)制同類(lèi)設(shè)備中最高。

“夸父一號(hào)”于2022年10月9日清晨發(fā)射升空，隨即衛(wèi)星和各單機(jī)按計(jì)劃依次開(kāi)機(jī)，此后進(jìn)入4至6個(gè)月的在軌測(cè)試。測(cè)試期間，科學(xué)家要對(duì)衛(wèi)星平臺(tái)和三臺(tái)載荷的各種性能、功能、觀(guān)測(cè)模式等進(jìn)行測(cè)試，還要進(jìn)行在軌數(shù)據(jù)定標(biāo)。測(cè)試完成后，衛(wèi)星將正式交付科學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)管理，屆時(shí)經(jīng)過(guò)處理后的觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)分析軟件將實(shí)時(shí)對(duì)外開(kāi)放，讓全球的太陽(yáng)物理學(xué)家都有機(jī)會(huì)使用“夸父一號(hào)”的科學(xué)數(shù)據(jù)開(kāi)展研究工作。

“希望三臺(tái)儀器的組合觀(guān)測(cè)，能發(fā)揮出特色和本領(lǐng)，給我們帶來(lái)驚喜。”甘為群說(shuō)。

”夸夫一號(hào)“有哪些事兒？

“夸父一號(hào)”的科學(xué)目標(biāo)總結(jié)起來(lái)是“一磁兩暴”。“一磁”指的是太陽(yáng)磁場(chǎng)，“兩暴”指的是太陽(yáng)上兩類(lèi)最劇烈的爆發(fā)現(xiàn)象，即太陽(yáng)耀斑和日冕物質(zhì)拋射。搞清楚了這三者之間的聯(lián)系，不僅有助于解釋太陽(yáng)活動(dòng)是怎樣形成和演化的，對(duì)預(yù)報(bào)空間天氣也將提供重要的物理基礎(chǔ)。

除了做科研，“夸父一號(hào)”還有潛力成為一名為人類(lèi)服務(wù)的空間天氣“預(yù)報(bào)員”和“研究員”。

從廣義上看，硬X射線(xiàn)成像儀提供的耀斑非熱輻射數(shù)據(jù)以及全日面矢量磁像儀觀(guān)測(cè)的太陽(yáng)磁場(chǎng)信息，可為中長(zhǎng)期空間天氣預(yù)報(bào)研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

“而更直接地講，衛(wèi)星上搭載的萊曼阿爾法太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡，可以‘看見(jiàn)日冕物質(zhì)拋射的規(guī)模、方向、速度，提前40小時(shí)左右對(duì)災(zāi)害性空間天氣事件發(fā)出預(yù)警?！备蕿槿赫f(shuō)。

為什么選擇在此時(shí)展開(kāi)探日征途？

甘為群介紹，太陽(yáng)活動(dòng)以11年為周期。第25個(gè)太陽(yáng)活動(dòng)周期開(kāi)始于2020年下半年，將持續(xù)到2031年左右。這一周期內(nèi)的峰值預(yù)計(jì)將出現(xiàn)在2024年下半年到2025年上半年，那時(shí)太陽(yáng)爆發(fā)現(xiàn)象也最頻繁。

“夸父一號(hào)”于2022年發(fā)射，可以記錄下太陽(yáng)活動(dòng)由少變多、逐漸活躍直至達(dá)到高峰的過(guò)程，有利于捕捉到更多的劇烈爆發(fā)現(xiàn)象。

雖然現(xiàn)在人類(lèi)對(duì)宇宙的觀(guān)測(cè)已經(jīng)延伸至130億光年以外，但迄今為止，太陽(yáng)仍然是唯一一顆可供我們?cè)敿?xì)研究的恒星?！皩?duì)于太陽(yáng)上的一系列活動(dòng)，人類(lèi)的了解還很粗淺?？臻g探日，是研究和了解太陽(yáng)的重要一步，對(duì)人類(lèi)自身生存也具有重要現(xiàn)實(shí)意義?！备蕿槿赫f(shuō)。

與”羲和號(hào)”攜手探日

2021年10月，我國(guó)已經(jīng)發(fā)射了國(guó)內(nèi)首顆太陽(yáng)探測(cè)科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星“羲和號(hào)”。同為探日衛(wèi)星，“夸父一號(hào)”和“羲和號(hào)”有什么不同？

甘為群解釋說(shuō)，“羲和號(hào)”可以稱(chēng)為我國(guó)探日工程的“探路者”。發(fā)射成功后，它除了開(kāi)展衛(wèi)星平臺(tái)超高指向精度、超高穩(wěn)定度技術(shù)試驗(yàn)外，上面的主載荷“Hα成像光譜儀”經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的在軌調(diào)試，已經(jīng)達(dá)到預(yù)期的觀(guān)測(cè)效果。

而“夸父一號(hào)”全稱(chēng)為先進(jìn)天基太陽(yáng)天文臺(tái)。它是我國(guó)第一顆綜合性太陽(yáng)探測(cè)專(zhuān)用衛(wèi)星，上面有三臺(tái)載荷共五臺(tái)望遠(yuǎn)鏡，實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)“一磁兩暴”多波段和空間拓展上的組合觀(guān)測(cè)是其主要特色。

兩顆衛(wèi)星同時(shí)在軌工作，非常有利于增加衛(wèi)星的科學(xué)產(chǎn)出。