去年發(fā)射的“羲和號”可以稱(chēng)為我國探日工程的“探路者”，而“夸父一號”則是觀(guān)察太陽(yáng)的多面手，它可以從紫外線(xiàn)、可見(jiàn)光和X射線(xiàn)波段等對太陽(yáng)進(jìn)行觀(guān)測。我國發(fā)射的兩顆探日衛星各有側重，將共同提升我國在世界太陽(yáng)物理研究領(lǐng)域的影響力。

　　

　　10月9日上午，我國綜合性太陽(yáng)探測衛星“夸父一號”，在酒泉衛星發(fā)射中心搭乘長(cháng)征二號丁型運載火箭發(fā)射升空，衛星順利進(jìn)入預定軌道，發(fā)射任務(wù)取得圓滿(mǎn)成功。

　　

　　“夸父一號”的中文全稱(chēng)為先進(jìn)天基太陽(yáng)天文臺（ASO-S）。它是中國科學(xué)院空間科學(xué)先導專(zhuān)項繼“悟空”“墨子號”“慧眼”“實(shí)踐十號”“太極一號”“懷柔一號”之后，研制發(fā)射的又一顆空間科學(xué)衛星，實(shí)現了我國天基太陽(yáng)探測衛星的跨越式突破。

　　

　　中國科學(xué)院紫金山天文臺研究員、先進(jìn)天基太陽(yáng)天文臺首席科學(xué)家甘為群表示，“夸父一號”作為我國綜合性太陽(yáng)探測專(zhuān)用衛星，將實(shí)現3個(gè)首次：國際上首次以“一磁兩暴”作為科學(xué)目標并配置相應的載荷組合；國際上首次在一顆衛星平臺上對全日面矢量磁場(chǎng)、太陽(yáng)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(guān)測；國際上首次在萊曼阿爾法波段實(shí)現全日面和日冕同時(shí)觀(guān)測。

　　

　　去年我國發(fā)射了第一顆探日衛星“羲和號”，此次“夸父一號”也順利升空。盡管“夸父”與“羲和”的觀(guān)測任務(wù)不盡相同，但它們或將成為我國科學(xué)家“追日”的最強搭檔。

　　

　　主要任務(wù)是觀(guān)測“一磁兩暴”

　　

　　太陽(yáng)是距離地球最近的恒星，人類(lèi)對這顆耀眼的“火球”充滿(mǎn)了好奇。

　　

　　“從研究自然規律、自然科學(xué)的角度來(lái)說(shuō)，太陽(yáng)是一個(gè)非常好的天然物理‘實(shí)驗室’，除了太陽(yáng)內部的物理過(guò)程外，太陽(yáng)的表面、大氣、磁場(chǎng)、結構、波動(dòng)、全波段輻射、等離子體、流體規律等都值得觀(guān)測研究。”甘為群說(shuō)。

　　

　　關(guān)于太陽(yáng)，普通人最為關(guān)心的問(wèn)題總是繞不開(kāi)太陽(yáng)會(huì )對地球造成的影響。

　　

　　2003年萬(wàn)圣節期間，太陽(yáng)暴發(fā)了一次強磁暴，使歐美的一系列科學(xué)衛星都遭受了不同程度的損害，導致全球衛星通信受到干擾，全球定位系統受到影響，定位精度出現了偏差，致使地面和空間一些需要即時(shí)通信和定位的系統出現不同程度的癱瘓。

　　

　　究其原因，就是太陽(yáng)發(fā)射出大量帶電高能粒子，對地球電磁環(huán)境造成嚴重破壞。

　　

　　“太陽(yáng)表面看起來(lái)很平靜，其實(shí)很活躍。原因在于太陽(yáng)有磁場(chǎng)，而且磁場(chǎng)超級亂。當磁場(chǎng)在太陽(yáng)表面聚集，就會(huì )形成太陽(yáng)黑子。太陽(yáng)黑子容易引起日珥、耀斑和日冕物質(zhì)拋射等太陽(yáng)暴發(fā)現象。”甘為群介紹，太陽(yáng)一發(fā)威，就會(huì )對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，還會(huì )造成地球電力系統損壞、通信系統癱瘓……

　　

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

　　

　　“觀(guān)測和研究太陽(yáng)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)預報太陽(yáng)暴發(fā)對人類(lèi)的影響，為空間天氣預警提供支持。”甘為群解釋。

　　

　　據計算，一旦太陽(yáng)發(fā)生日冕物質(zhì)拋射等現象，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，避免可能造成的損失。

　　

　　“夸父”與“羲和”各有千秋

　　

　　近年來(lái)，太陽(yáng)物理研究這個(gè)領(lǐng)域非常熱，我國去年發(fā)射了“羲和”，現在又有“夸父”，這兩顆探日衛星的區別在哪里？

　　

　　據悉，去年10月份發(fā)射的“羲和號”衛星全稱(chēng)為太陽(yáng)Hα光譜探測與雙超平臺科學(xué)技術(shù)試驗衛星，主要是從技術(shù)上驗證衛星“雙超”平臺，就是利用高精度指向和指向穩定度這兩個(gè)指標開(kāi)展試驗。

　　

　　Hα波段地面望遠鏡也可以觀(guān)測，但是在太空進(jìn)行觀(guān)測更有利，“羲和號”上搭載的望遠鏡可以連續對太陽(yáng)進(jìn)行觀(guān)測，還克服地球大氣抖動(dòng)等帶來(lái)的一系列問(wèn)題，能在短時(shí)間內光譜掃描全日面，在掃描的波長(cháng)范圍里可以對每一個(gè)光譜點(diǎn)進(jìn)行成像，其科學(xué)目標是太陽(yáng)色球動(dòng)力學(xué)。

　　

　　“而‘夸父一號’是專(zhuān)門(mén)為觀(guān)測太陽(yáng)而提出的，完全以科學(xué)目標為牽引的空間科學(xué)衛星計劃，所以‘夸父’被歸類(lèi)為空間科學(xué)衛星，它在科學(xué)目標、觀(guān)測對象、觀(guān)測波段等方面與‘羲和’完全不同。”甘為群說(shuō)。

　　

　　科技日報記者了解到，“夸父一號”攜帶了3臺儀器載荷，分別是專(zhuān)門(mén)觀(guān)測太陽(yáng)磁場(chǎng)的全日面矢量磁像儀，專(zhuān)門(mén)觀(guān)測太陽(yáng)耀斑的太陽(yáng)硬X射線(xiàn)成像儀，專(zhuān)門(mén)觀(guān)測日冕物質(zhì)拋射的萊曼阿爾法太陽(yáng)望遠鏡，該望遠鏡也幫助“夸父一號”首次實(shí)現萊曼阿爾法波段全日面和近日冕同時(shí)觀(guān)測。

　　

　　這3臺儀器各有自己的“獨門(mén)武功”。全日面矢量磁像儀是我國第一臺空間太陽(yáng)磁場(chǎng)測量設備，其時(shí)間分辨率相對較高，可實(shí)現全日面光球矢量磁場(chǎng)的持續觀(guān)測，與國際同類(lèi)載荷相比具有更高的磁場(chǎng)測量靈敏度和時(shí)間分辨率。

　　

　　硬X射線(xiàn)成像儀用于對太陽(yáng)耀斑非熱輻射探測，比國際同類(lèi)儀器探頭數目要多，有99個(gè)探測器，能實(shí)現高分辨成像，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”對高級別耀斑暴發(fā)的探測能力。

　　

　　萊曼阿爾法太陽(yáng)望遠鏡是我國第一臺空間萊曼阿爾法太陽(yáng)望遠鏡，不僅可以實(shí)現對太陽(yáng)從日冕到內日冕的無(wú)縫觀(guān)測，還具備自動(dòng)監測太陽(yáng)耀斑暴發(fā)的能力，并且其觀(guān)測模式能夠自主轉換。同時(shí)，萊曼阿爾法譜線(xiàn)本身也是一個(gè)新的觀(guān)測波段窗口。

　　

　　將在距離地面720千米的太陽(yáng)同步軌道上至少服役4年的“夸父一號”，可以稱(chēng)得上是“工作狂”，在全年的絕大部分時(shí)間內，可以24小時(shí)不間斷對太陽(yáng)進(jìn)行觀(guān)測。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(cháng)的一天也不超過(guò)18分鐘。它每天將產(chǎn)生大約500吉字節的數據量，通過(guò)地面支撐系統和科學(xué)應用系統的處理后向全球開(kāi)放，數據共享。

　　

　　因此，我國發(fā)射的兩顆探日衛星各有側重，將共同提升我國在世界太陽(yáng)物理研究領(lǐng)域的影響力。

　　

　　可探測太陽(yáng)大氣各層次

　　

　　20世紀60年代以來(lái)，世界各國已經(jīng)先后發(fā)射了數十顆太陽(yáng)探測相關(guān)衛星進(jìn)入太空。

　　

　　在這場(chǎng)“群雄逐日”的國際太陽(yáng)探測熱潮中，我國在太陽(yáng)物理學(xué)上的研究并未缺席。甘為群介紹，我國對于太陽(yáng)物理的研究在國際上的地位很高，2010年中國在太陽(yáng)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”可以稱(chēng)為我國探日工程的“探路者”，而“夸父一號”則是觀(guān)察太陽(yáng)的多面手，它可以從紫外線(xiàn)、可見(jiàn)光和X射線(xiàn)波段等對太陽(yáng)進(jìn)行觀(guān)測。

　　

　　“從去年開(kāi)始，可以說(shuō)我國正式進(jìn)入了空間探日時(shí)代。”北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院教授、中國科學(xué)院太陽(yáng)活動(dòng)重點(diǎn)實(shí)驗室主任田暉介紹說(shuō)，除了上述兩顆衛星外，去年夏天發(fā)射的氣象衛星風(fēng)云三號E星上搭載了一臺太陽(yáng)X射線(xiàn)—極紫外成像儀，首次實(shí)現了我國空間日冕探測；今年夏天發(fā)射的中國科學(xué)院空間新技術(shù)試驗衛星上搭載的46.5納米極紫外太陽(yáng)成像儀首次實(shí)現了我國對太陽(yáng)過(guò)渡區的探測。

　　

　　田暉表示，我國已實(shí)現對太陽(yáng)大氣各個(gè)層次的探測。配合地面望遠鏡在可見(jiàn)光、紅外和射電波段的探測，我國已初步建立綜合性的太陽(yáng)觀(guān)測網(wǎng)。（記者張曄）