這就是中國優(yōu)勢(shì) | 科技優(yōu)勢(shì)（十六）夸父探日：開啟中國太陽觀測(cè)新時(shí)代

【導(dǎo)語】“可上九天攬?jiān)拢上挛逖笞谨M，談笑凱歌還。”這是一種豪情與詩意，也是當(dāng)今中國正創(chuàng)造的奇跡。中國人對(duì)未知的好奇、對(duì)探索的渴望、對(duì)困境的思考以及對(duì)美好未來的期待，推開了一扇扇嶄新世界的大門：空間探測(cè)、生物醫(yī)藥、人工智能、量子科學(xué)……中國科技創(chuàng)新的步伐從未停止。正如習(xí)近平總書記所說，一切偉大成就都是持續(xù)奮斗的結(jié)果，一切偉大事業(yè)都需要在繼往開來中推進(jìn)。新時(shí)代必將是大有可為的時(shí)代。

中國傳統(tǒng)神話故事里的“夸父逐日”，如今隨著一顆科學(xué)衛(wèi)星的升空來到了現(xiàn)實(shí)。10月9日7時(shí)43分，中國綜合性太陽探測(cè)衛(wèi)星“夸父一號(hào)”(先進(jìn)天基太陽天文臺(tái)，英文簡稱ASO-S)在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射升空，正式開啟了“逐日”的征程。

2022年10月9日，我國成功發(fā)射“夸父一號(hào)”衛(wèi)星。（圖源：新華社）

對(duì)仗“嫦娥奔月”填補(bǔ)探日空白

大約在46億年前，太陽在距離銀河系中心約2.6萬光年處，由星云在自身引力作用下坍塌凝聚而形成，太陽壽命大致為100億年，目前正處于壯年期。太陽對(duì)地球演化和人類文明發(fā)展的作用不可或缺，同時(shí)太陽對(duì)地球的影響也無所不在。不管是從天文學(xué)的角度去探尋恒星奧秘，還是從實(shí)際生產(chǎn)生活的角度來講，對(duì)太陽開展系統(tǒng)深入的觀測(cè)都十分必要。

“夸父一號(hào)”衛(wèi)星效果圖（圖源：中國科學(xué)院紫金山天文臺(tái)）

中國空間太陽探測(cè)的嘗試最早在20世紀(jì)70年代中期，1976年曾提出主要觀測(cè)太陽的“天文一號(hào)”衛(wèi)星；在2001年發(fā)射神舟二號(hào)飛船上搭載的空間天文(主要觀測(cè)太陽)分系統(tǒng)取得成功；期間還提出“空間太陽望遠(yuǎn)鏡計(jì)劃”；2004年提出中法合作“太陽爆發(fā)探測(cè)小衛(wèi)星計(jì)劃”，以及日地三星計(jì)劃；2011年中科院空間科學(xué)先導(dǎo)專項(xiàng)(一期)正式啟動(dòng)，先進(jìn)天基太陽天文臺(tái)剛好是為響應(yīng)專項(xiàng)而提出的衛(wèi)星計(jì)劃?，F(xiàn)在回顧起來，中國之前雖有一系列太陽探測(cè)衛(wèi)星計(jì)劃的提出和嘗試，但均未走到最后，太陽探測(cè)專門衛(wèi)星基本為零，先進(jìn)天基太陽天文臺(tái)衛(wèi)星計(jì)劃填補(bǔ)了這一空白。

將先進(jìn)天基太陽天文臺(tái)命名為“夸父一號(hào)”，有兩層含義，一方面“夸父”是廣為人知的中國神話人物，“夸父逐日”蘊(yùn)含了中華民族千百年來試圖揭開太陽神秘面紗的不懈求索。另一方面寓意著“夸父一號(hào)”將與未來中國太陽探測(cè)衛(wèi)星一道，開啟中國綜合性太陽觀測(cè)的新時(shí)代?！版隙鸨荚隆睂?duì)仗“夸父逐日”，詮釋了中國人熱愛自然、探索自然的情懷與浪漫。

“一磁兩暴”實(shí)現(xiàn)三個(gè)國際首次

太陽硬X射線成像儀的金屬鎢光柵。（圖源：新華社）

太陽活動(dòng)的周期約為11年，目前正處于第25個(gè)太陽活動(dòng)周期的初期，太陽黑子數(shù)量逐漸增加，預(yù)計(jì)2024年至2025年達(dá)到最高峰，“夸父一號(hào)”將利用該契機(jī)，以“一磁兩暴”為科學(xué)目標(biāo)開展觀測(cè)?！耙淮艃杀边@個(gè)名詞是專門為“夸父一號(hào)”提出來的?！耙淮拧奔刺柎艌?chǎng)，“兩暴”即太陽上兩類最劇烈的爆發(fā)現(xiàn)象——太陽耀斑和日冕物質(zhì)拋射。該衛(wèi)星將研究“一磁兩暴”的形成、演化、相互作用、彼此關(guān)聯(lián)等，為影響人類航天、通訊、導(dǎo)航等高科技活動(dòng)的空間災(zāi)害性天氣預(yù)報(bào)提供支持。

為實(shí)現(xiàn)“一磁兩暴”的科學(xué)目標(biāo)，“夸父一號(hào)”衛(wèi)星上搭載有全日面矢量磁像儀、萊曼阿爾法太陽望遠(yuǎn)鏡和太陽硬X射線成像儀三臺(tái)有效載荷，分別觀測(cè)太陽磁場(chǎng)、日冕物質(zhì)拋射和太陽耀斑。

“夸父一號(hào)”衛(wèi)星的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)可以總結(jié)為“三個(gè)首次”：一是國際上首次以“一磁兩暴”作為衛(wèi)星的科學(xué)目標(biāo)并且配置相應(yīng)的載荷組合；二是國際上首次在一顆近地衛(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)拋射的日面形成和近日面?zhèn)鞑ネ瑫r(shí)進(jìn)行觀測(cè)；三是國際上首次在萊曼阿爾法譜線波段實(shí)現(xiàn)全日面和近日冕無縫同時(shí)成像觀測(cè)。

“夸父”與“羲和”攜手探日

“夸父一號(hào)”模型照片。（圖源：新華社）

近年來，全球太陽探測(cè)熱潮已近悄然生成，并愈演愈烈……美國2018年曾發(fā)射“帕克號(hào)”太陽探測(cè)衛(wèi)星，中國2021年曾發(fā)射太陽探測(cè)科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星“羲和號(hào)”，此次中國“夸父一號(hào)”亦發(fā)射入軌。同為探日衛(wèi)星，這三者之間有何關(guān)聯(lián)與區(qū)別?

“帕克號(hào)”衛(wèi)星是美國主導(dǎo)的飛到太陽附近進(jìn)行觀測(cè)的衛(wèi)星，其軌道近日點(diǎn)可以達(dá)到10個(gè)太陽半徑左右。這意味著它受到的太陽熱非常強(qiáng)，不可能面對(duì)太陽進(jìn)行觀測(cè)，必須加上厚厚的防熱罩，所以它只能探測(cè)到太陽附近粒子、磁場(chǎng)這些環(huán)境，不能直接看太陽。而“夸父一號(hào)”衛(wèi)星是直接看太陽，用遙測(cè)遙感的手段觀測(cè)太陽，對(duì)太陽進(jìn)行成像。

“羲和號(hào)”衛(wèi)星于2019年6月立項(xiàng)，主要是從技術(shù)上驗(yàn)證一種超高指向精度、超高穩(wěn)定度的“雙超”衛(wèi)星平臺(tái)?！棒撕吞?hào)”上的望遠(yuǎn)鏡不僅可以在地面工作，到太空后還有極大的優(yōu)勢(shì)，既可以連續(xù)對(duì)太陽進(jìn)行觀測(cè)，還能克服地球大氣抖動(dòng)等帶來的一系列問題，在短時(shí)間內(nèi)掃描全日面，并在掃描的波長范圍里對(duì)每個(gè)光譜點(diǎn)進(jìn)行成像。

而“夸父一號(hào)”專門為觀測(cè)太陽提出，2017年底立項(xiàng)，是完全以科學(xué)目標(biāo)為牽引的空間科學(xué)衛(wèi)星計(jì)劃，所以“夸父一號(hào)”被稱為“空間科學(xué)衛(wèi)星”，在科學(xué)目標(biāo)、觀測(cè)對(duì)象、觀測(cè)波段等方面與“羲和號(hào)”完全不同。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。

衛(wèi)星數(shù)據(jù)面向全球免費(fèi)開放

“夸父一號(hào)”數(shù)據(jù)分析中心。（圖源：新華社）

“夸父一號(hào)”衛(wèi)星首席科學(xué)家、中科院紫金山天文臺(tái)研究員甘為群介紹說，預(yù)期“夸父一號(hào)”衛(wèi)星發(fā)射后，經(jīng)過一段時(shí)間的在軌測(cè)試，正式進(jìn)入工作模式交付用戶后，每天可觀測(cè)到大概500GB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)處理后向全球開放，數(shù)據(jù)共享，供科學(xué)家進(jìn)行太陽物理學(xué)研究。

“夸父一號(hào)”衛(wèi)星科學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師、中科院紫金山天文臺(tái)研究員黎輝強(qiáng)調(diào)，“夸父一號(hào)”衛(wèi)星整個(gè)數(shù)據(jù)是完全開放的政策，在衛(wèi)星在軌測(cè)試完成、數(shù)據(jù)正常生產(chǎn)之后，會(huì)及時(shí)對(duì)全世界相關(guān)領(lǐng)域的科研工作者，包括太陽物理、空間環(huán)境、空間物理、空間天氣等領(lǐng)域，實(shí)時(shí)免費(fèi)開放。他說，這樣的數(shù)據(jù)共享政策也是基于國際慣例，中國太陽物理學(xué)家一直以來都在享受國際開放的數(shù)據(jù)政策，“我們第一顆綜合性太陽觀測(cè)衛(wèi)星成功之后，也要對(duì)世界做出承諾，我們的數(shù)據(jù)也是完全開放的”。

值得關(guān)注的是，“夸父一號(hào)”衛(wèi)星計(jì)劃以太陽活動(dòng)第25周峰年作為契機(jī)，將詳細(xì)記錄第25個(gè)太陽活動(dòng)周的“太陽風(fēng)暴”。屆時(shí)，通過“夸父一號(hào)”衛(wèi)星數(shù)據(jù)全球開放共享，圍繞其觀測(cè)結(jié)果的研究有望成為國際熱點(diǎn)，科學(xué)家在研究太陽活動(dòng)規(guī)律的同時(shí)，也會(huì)及時(shí)預(yù)報(bào)太陽爆發(fā)對(duì)人類的影響，以造福全人類。

(資料來源：新華社、中新網(wǎng)、央視新聞、中國科學(xué)報(bào)、科技日?qǐng)?bào))