文 | 《中國科學報》 記者 倪思潔
“ 夸父一號”衛星示意圖。中科院紫金山天文臺供圖
10月9日7時43分，我國在酒泉衛星發射中心採用長征二號丁型運載火箭，成功將先進天基太陽天文臺“夸父一號”發射升空。衛星順利進入預定軌道，發射任務取得圓滿成功。
“夸父一號”全稱“先進天基太陽天文臺”（簡稱ASO-S），是由中國太陽物理學家自主提出的綜合性太陽探測專用衛星，也是中國科學院空間科學先導專項繼“悟空”“墨子號”“慧眼”“實踐十號”“太極一號”“懷柔一號”之後，研製發射的又一顆空間科學衛星，實現了我國天基太陽探測衛星跨越式突破。
“夸父一號”是用來幹什麼的？它與去年發射的“羲和號”衛星有何區別？針對這些問題，《中國科學報》採訪了“夸父一號”首席科學家、中科院紫金山天文臺研究員甘為群，衛星系統總師、中科院微小衛星創新研究院研究員諸成，科學應用系統總師、中科院紫金山天文臺研究員黎輝。
《中國科學報》：為何以“夸父一號”為衛星命名？
甘為群：將先進天基太陽天文臺命名為“夸父一號”有兩個方面的含義。
一方面，“夸父”是廣為人知的中國神話人物，“夸父逐日”的故事表達了中國古代先民胸懷大志、探索自然、英勇頑強的精神，體現了中華民族千百年來試圖揭開太陽神秘面紗的不懈求索。“夸父逐日”對仗“嫦娥奔月”，完美詮釋了中國人熱愛自然、探索自然的情懷與浪漫。另一方面，這個命名寓意著“夸父一號”將與未來中國太陽探測衛星一道，開啟中國綜合性太陽觀測新時代。
《中國科學報》：“夸父一號”衛星是用來幹什麼的？
甘為群：這顆衛星的科學目標就是4個字，即“一磁兩暴”。“磁”是磁場，“兩暴”是太陽上兩類最劇烈的爆發現象——耀斑、日冕物質拋射。
我們要研究這三者之間的關係，即磁場與耀斑的關係、磁場與日冕物質拋射的關係、日冕物質拋射與耀斑的關係，還要研究它們的形成、演化、相互作用和可能存在的因果關聯，為空間天氣預警提供支援。
“夸父一號”實現了3個“國際首次”——國際上首次以“一磁兩暴”作為衛星的科學目標，並且配置相應的載荷組合；國際上首次在一顆近地衛星平臺上，對全日面向量磁場、太陽耀斑非熱輻射成像、日冕物質拋射的日面形成和近日冕傳播同時進行觀測；國際上首次實現萊曼阿爾法波段從日面到近日冕同時觀測。
《中國科學報》：最近太陽物理領域非常熱，例如，美國宇航局發射了“帕克號”衛星，我國去年發射了“羲和號”衛星，今年又發射了“夸父一號”衛星。這些探日衛星的區別在哪裡？
甘為群：“帕克號”衛星是美國主導的飛到太陽附近進行觀測的衛星，其軌道是一個大的橢圓，最近的近日點可以達到10個太陽半徑左右。這意味著它受到的太陽熱非常強，不可能面對太陽進行觀測，必須加上厚厚的防熱罩，所以它只能探測到太陽附近粒子、磁場這些環境，不能直接看太陽。而“夸父一號”衛星是直接看太陽，用遙測遙感的手段觀測太陽，對太陽進行成像。所以說它們是互補關係。“帕克號”當然是非常先進的，但二者的科學目標不一樣。
我國去年10月發射的“羲和號”衛星全稱為“太陽探測科學試驗衛星”，於2019年6月立項，主要是從技術上驗證一種超高指向精度、超高穩定度的“雙超”衛星平臺。“羲和號”上的望遠鏡不僅可以在地面工作，到太空後還有極大的優勢，既可以連續對太陽進行觀測，還能克服地球大氣抖動等帶來的一系列問題，在短時間內掃描全日面，並在掃描的波長範圍裡對每個光譜點進行成像。
“夸父一號”專門為觀測太陽提出，2017年底立項，是完全以科學目標為牽引的空間科學衛星計劃，所以“夸父一號”被稱為“空間科學衛星”，在科學目標、觀測物件、觀測波段等方面與“羲和號”完全不同。
《中國科學報》：國際上太陽探測發展的整體情況如何？我國處於什麼樣的位置？
甘為群：2011年，中國科學院空間科學先導專項（一期）正式啟動，我們提出了“夸父一號”衛星計劃。當時，國際上已經有70多顆太陽探測專用衛星或相關領域衛星。作為太陽物理研究工作者，我們非常著急。
太陽物理在中國天文學研究中佔據的體量超過1/10。2010年左右，中國在太陽物理領域發表論文的總量已經在國際上排名第二，但寫論文所用的觀測資料絕大部分來自國際上的太陽衛星。作為中國的太陽物理學家，能說自己是“世界領先”嗎？正是在這樣的背景下，我們下決心一定要發射自己的科學衛星。“夸父一號”就是要推動我國對國際太陽物理研究作出原創性的重大貢獻。
“夸父一號”先後經歷了預先研究、背景型號、綜合立項論證等程式，最終在2017年底獲得工程立項批覆，又經過了5年的工程研製，克服重重困難，終於發射成功。
《中國科學報》：“夸父一號”衛星將如何實現科學目標？
甘為群：為實現“一磁兩暴”的科學目標，“夸父一號”上配了3個有效載荷，即全日面向量磁像儀、萊曼阿爾法太陽望遠鏡、硬X射線成像儀，分別觀測太陽磁場、日冕物質拋射和太陽耀斑。每臺儀器都有自己的特色。
諸成：全日面向量磁像儀是我國第一臺空間太陽磁場測量裝置，可實現全日面光球向量磁場的持續觀測，與國際同類載荷相比具有更高的磁場測量靈敏度和時間解析度。
萊曼阿爾法太陽望遠鏡是我國第一臺空間萊曼阿爾法太陽望遠鏡，可以實現萊曼阿爾法波段從日面到近日冕同時觀測，具有極高的雜散光抑制能力、自動監測太陽耀斑爆發能力，觀測模式能在軌自主轉換。
太陽硬X射線成像儀採用獨特的傅立葉變換調製成像原理，對太陽耀斑活動中的30~200keV高能輻射進行全日面高解析度成像和能譜探測，效能指標達到國際一流水平。
《中國科學報》：“夸父一號”衛星發射成功後還要做什麼？
甘為群：衛星發射後要經歷一段時間的在軌除錯，之後會進入正常工作模式。3個載荷每天可以觀測到的資料量大約為500GB，透過地面支撐系統和科學應用系統處理後向全球開放。
太陽活動有11年的週期，“夸父一號”的設計壽命不少於4年，可以基本覆蓋太陽峰年的極大期。這對於進行科學研究、實現衛星科學目標是非常有利的。
《中國科學報》：“夸父一號”衛星在資料共享方面有什麼計劃？
黎輝：“夸父一號”的資料是完全開放的。資料正常生成後會及時對全世界太陽物理、空間環境、空間物理、空間天氣等相關領域的科研工作者實時免費開放。這樣的資料共享政策也是基於國際慣例。中國太陽物理學家一直以來都在享受國際開放的資料政策紅利，我國綜合性太陽觀測衛星成功在軌執行之後，也會對世界作出回饋。
【來源：中國科學報】
宣告：轉載此文是出於傳遞更多資訊之目的。若有來源標註錯誤或侵犯了您的合法權益，請作者持權屬證明與本網聯絡，我們將及時更正、刪除，謝謝。 郵箱地址：newmedia@xxcb。cn