“夸父”升空与“羲和”共同逐日中国初步建立综合性太阳观测网

10月9日上午，中国太阳综合探测卫星“夸父一号”在酒泉卫星发射中心由长征二号丁运载火箭发射升空。卫星顺利进入预定轨道，发射任务取得圆满成功。

“夸父一号”在中国被称为先进的天基太阳天文台。它是继悟空、墨子、颜回、石城十号、太极一号、怀柔一号之后，中国科学院空间科学试验项目研制发射的又一颗空间科学卫星，实现了中国天基太阳探测卫星的跨越式突破。

中科院紫金山天文台研究员、先进天基太阳天文台首席科学家甘魏群说，“夸父一号”作为我国太阳综合探测专用卫星，将实现三个首次:国际上首次以“一磁两暴”为科学目标，配置相应载荷组合；在国际上首次在一个卫星平台上同时观测了全天矢量磁场、太阳耀斑的非热辐射成像、日冕物质抛射的太阳表面形成和日冕传播。在国际上首次实现了莱曼α波段的全天和日冕同时观测。

去年，中国发射了第一颗探索太阳的卫星“xi和”，这次“夸父一号”发射成功。虽然“夸父”和“xi河”的观测任务不同，但它们可能会成为中国科学家“追日”的最强伙伴。

主要任务是观测“一磁两暴”

太阳是距离地球最近的恒星，人类对这个耀眼的“火球”充满了好奇。

“从研究自然规律和自然科学的角度来看，太阳是一个非常好的自然物理‘实验室’。除了太阳内部的物理过程，表面、大气、磁场、结构、涨落、全波段辐射、等离子体、流体定律等。都是值得观察和研究的。”甘魏群说。

关于太阳，普通人最关心的是它对地球的影响。

2003年万圣节期间，太阳爆发强烈磁暴，导致欧美一系列科学卫星受到不同程度的损害，导致全球卫星通信受到干扰，全球定位系统受到影响，定位精度出现偏差，一些需要即时通讯和定位的地面和空间系统瘫痪。

原因是太阳发射出大量带电高能粒子，对地球电磁环境造成严重破坏。

“太阳表面看起来很平静，但实际上很活跃。原因是太阳有磁场，而且磁场超级混乱。当磁场聚集在太阳表面时，就形成了太阳黑子。黑子容易引起日珥、耀斑、日冕物质抛射等太阳爆发。”甘为群介绍，太阳一旦升起，就会对地球产生很大的影响。不仅太空中的宇航员会有危险，地球的电力系统也会被破坏，通讯系统也会瘫痪...

太阳活动周期为11年。根据计算，2024-2025年是太阳活动的第25个高峰年。甘魏群说，“夸父一号”将以第25个太阳活动高峰年为契机，详细记录这一时期的“太阳风暴”。简而言之，它的主要科学目标就是四个字:“一磁两暴”。所谓“一磁”就是太阳的磁场，“两暴”就是太阳上最猛烈的两次爆发——耀斑和日冕物质抛射。

“观测和研究太阳磁场、耀斑和日冕物质抛射的形成，以及它们之间的相关性和相互作用，可以及时预测太阳爆发对人类的影响，为空间天气预警提供支持。”甘为大家解释道。

根据计算，太阳一旦发生日冕物质抛射等现象，科学家至少可以在影响地球前40小时获得信息，以便及时做出防护，避免可能的损失。

夸父和xi各有千秋。

近年来，太阳物理领域的研究非常热门。去年，中国发射了“xi和”，现在又有了“夸父”。这两颗探测太阳的卫星有什么区别？

据悉，去年10月发射的“xi河”卫星被称为太阳Hα光谱探测和双超平台科学技术实验卫星。主要是从技术上验证卫星的“双超平台”，即利用高精度指向和指向稳定性两个指标进行实验。

α波段地面望远镜也能观测，但在太空观测更有优势。“xi”号上的望远镜可以连续观测太阳，克服了由于地球大气层晃动而带来的一系列问题。它可以在短时间内对整个太阳进行光谱扫描，可以对扫描波长范围内的每个光谱点进行成像。它的科学目标是太阳色球层的动力学。

“而‘夸父一号’是专门为观测太阳而提出的空间科学卫星计划，完全以科学目标为导向。因此，‘夸父’被列为空间科学卫星，无论是科学目标、观测对象还是观测波段，都与‘Xi河’完全不同。”甘魏群说。

据《每日记者报》报道，“夸父一号”携带了三个仪器载荷，分别是专门用于观测太阳磁场的全天矢量磁成像仪、专门用于观测太阳耀斑的太阳硬X射线成像仪和专门用于观测日冕物质抛射的莱曼阿尔法太阳望远镜。这台望远镜还帮助“夸父一号”首次实现了莱曼α波段全天和近日冕的同时观测。

三种乐器各有各的绝活。全日矢量磁成像仪是我国首台空间太阳磁场测量设备，具有相对较高的时间分辨率，可实现全日球面矢量磁场的连续观测，与国际同类载荷相比具有更高的磁场测量灵敏度和时间分辨率。

硬X射线成像仪用于探测太阳耀斑的非热辐射，探头比国际上同类仪器都多。探测器有99个，可以实现高分辨率成像。还有一种具有大动态范围的高速电子读出技术，这确保了夸父1号探测高水平耀斑爆发的能力。

莱曼阿尔法太阳望远镜是我国第一台空间莱曼阿尔法太阳望远镜，不仅可以实现太阳从日冕到内冕的无缝观测，还具有自动监测太阳耀斑爆发的能力，其观测模式可以自主改变。同时，莱曼α线本身也是一个新的观测波段窗口。

夸父一号将在距地面720公里的太阳同步轨道上服务至少四年，可以被称为“工作狂”，可以在一年的大部分时间里每天24小时观察太阳。只有每年的5月到8月，每天会有短暂的时间进入地球的阴影，最长的一天“休息”不会超过18分钟。它每天将产生约500千兆字节的数据，由地面支持系统和科学应用系统进行处理，然后向世界开放，进行数据共享。

因此，中国的两颗探日卫星各有侧重，将共同提升中国在世界太阳物理研究领域的影响力。

它可以探测太阳大气的所有层面。

自20世纪60年代以来，世界各国先后向太空发射了数十颗与太阳探测相关的卫星。

在这场“一天天”的国际太阳探测热潮中，中国对太阳物理的研究并没有缺席。甘介绍说，中国在太阳物理方面的研究在世界上有很高的地位。2010年，中国太阳物理领域发表的论文总数位居世界第二。

去年发射的和可以被称为中国太阳探测项目的“探路者”，而1号是一个多功能的太阳观测器，可以在紫外，可见光和X射线波段观测太阳。

“从去年开始，可以说中国正式进入了太空探索时代。”北京大学地球与空间科学学院教授、中国科学院太阳活动重点实验室主任田辉介绍，除了上述两颗卫星，去年夏天发射的气象卫星风云三号E搭载了太阳X射线-极紫外成像仪，在国内首次实现了日冕探测。今年夏天发射的中科院新型空间技术试验卫星上的46.5 nm极紫外太阳成像仪，首次实现了我国太阳过渡带的探测。

田辉说，中国已经实现了对太阳大气各个层次的探测。随着地面望远镜在可见光、红外和射电波段的探测，中国已经初步建立了一个全面的太阳观测网络。

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