“夸父一號”開啟中國太陽探測新時代

樊巍

10月9日，被命名為“夸父一號”的我國先進(jìn)天基太陽天文臺衛(wèi)星在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心順利發(fā)射升空。作為我國綜合性太陽探測專用衛(wèi)星，“夸父一號”的出現(xiàn)將填補我國在太陽探測專用衛(wèi)星方面的空白，實現(xiàn)我國太陽衛(wèi)星探測跨越式突破。

“夸父一號”首席科學(xué)家甘為/群9日接受《環(huán)球時報》記者采訪時/表示,“夸父一號”的科學(xué)目標(biāo)就是四個字“一磁兩暴”。這個詞也是專i門為這顆衛(wèi)星提出來的，“磁”就是磁場，“兩暴”就是太陽上兩類最劇烈的爆發(fā)現(xiàn)象——耀斑和日冕物質(zhì)拋射。“我們就是要研究這三者之間的關(guān)系，即磁場與耀斑的關(guān)系，磁場與日冕物質(zhì)拋射的關(guān)系，日冕物質(zhì)拋射與耀斑的關(guān)系；研究它們的形成、演化、相互作用和可能存在的因果關(guān)聯(lián)，同時為空間天氣預(yù)警提供支持。”

甘為群將“夸父一號”的創(chuàng)新點總結(jié)為“三個國際首次”——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；國際上首次在一顆近地衛(wèi)星平臺上，對全日面矢量磁場、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冕傳播同時進(jìn)行觀測；國際首次在萊曼阿爾法譜線波段實現(xiàn)全日面和近日冕無縫同時成像觀測。

為了實現(xiàn)上述科學(xué)目標(biāo)，“夸父一號”上配了三個有效載荷，全日面矢量磁像儀、萊曼阿爾法太陽望遠(yuǎn)鏡、硬X射線成像儀，它們分別觀測太陽磁場、日冕物質(zhì)拋射和太陽耀斑。每一臺儀器都有自己的特色。“夸父一號”衛(wèi)星系統(tǒng)總師諸成告訴《環(huán)球時報》記者，星上裝載的全日面矢量磁像儀是我國第一臺空間太陽磁場測量設(shè)備，可實現(xiàn)全日面光球矢量磁場的持續(xù)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分辨率；萊曼阿爾法太陽望遠(yuǎn)鏡是我國第一臺空間萊曼阿爾法太陽望遠(yuǎn)鏡，它可以實現(xiàn)萊曼阿爾法波段從日面到內(nèi)日冕無縫觀測，還具有自動監(jiān)測太陽耀斑爆發(fā)能力，使觀測模式能在軌自主轉(zhuǎn)換；太陽硬X射線成像儀采用獨特的傅里葉變換調(diào)制成像原理，對太陽耀斑活動中的30-200keV高能輻射進(jìn)行全日面高分辨率成像和能譜探測，性能指標(biāo)達(dá)到國際一流水平。

此前，美國國家航空航天局曾于2018年發(fā)射“帕克”號太陽探測器，該探測器也是人類歷史上第一顆飛到太陽附近進(jìn)行觀測的衛(wèi)星。甘為群表示，“帕克”號的軌道是個大的橢圓，近日點可以達(dá)到10個太陽半徑左右，它不可能直面太陽進(jìn)行觀測，只能探測到太陽附近粒子、磁場等環(huán)境。而“夸父一號”是直接“看太陽”，用遙測遙感手段對太陽進(jìn)行成像，所以它們是互補關(guān)系。

我國于去年10月發(fā)射了太陽探測科學(xué)試驗衛(wèi)星“羲和”號。甘為群介紹稱，“羲和”號作為科學(xué)試驗衛(wèi)星，主要是想從技術(shù)上驗證一種超高指向精度、超高穩(wěn)定度的“雙超”衛(wèi)星平臺。“羲和號'上放的望遠(yuǎn)鏡既可以連續(xù)對太陽進(jìn)行觀測，還可以克服地球大氣抖動等帶來的一系列問題，在短時間內(nèi)掃描全日面，并在掃描的波長范圍里對每二個光譜點進(jìn)行成像。”而“夸父一號”是專門為觀測太陽提出的，完全以科學(xué)目標(biāo)為牽引的空間科學(xué)衛(wèi)星計劃，“所以'夸父一號'被稱為‘空間科學(xué)衛(wèi)星，它在科學(xué)目標(biāo)、觀測對象、觀測波段等方面與羲和號完全不同。”▲