我要做一個追趕太陽的人

2023年4月23日，甘為群在南京紫金山天文臺接受本刊采訪，身旁為“夸父一號”模型。（本刊記者 楊學義 / 攝）

“夸父與日逐走，入日?？视蔑嫞嬘诤游?，河渭不足，北飲大澤。未至，道渴而死。棄其杖，化為鄧林。”《山海經·海外北經》記載了一個中國人家喻戶曉的傳說——夸父逐日。

如今，“逐日而走”不再是癡人說夢，“道渴而死”也不再是宿命輪回。自2022年10月9日發射升空以來，我國首顆綜合性太陽探測專用衛星“夸父一號”——先進天基太陽天文臺在距地面720公里的太陽同步軌道，與日相望半年之久。這顆搭載著3臺有效載荷、共5架望遠鏡的衛星在遙遠的外太空，講述著中國人的宇宙故事，為人類太陽物理前沿研究不斷產生新的數據。

中國科學院紫金山天文臺宣布，自4月12日起，“夸父一號”觀測數據向全球試開放。當“夸父一號”首席科學家甘為群向《環球人物》記者回憶起這顆衛星的前世今生時，中國天文人曲折探日之旅的一幕幕，又浮現在眼前，“夸父逐日”般的精神竟與幾千年前的神話故事如出一轍。

4月11日至12日，“夸父一號”觀測數據試開放全球發布暨數據使用培訓會， 吸引了美國、英國、德國、意大利等25個國家和地區的近400位太陽物理專家學者參加?！翱涓敢惶枴泵咳斩寄軅骰?00GB的原始數據，差不多能夠塞滿一臺家用電腦硬盤?？茖W團隊成員詳細介紹了衛星的各項情況，甘為群在會上宣布了衛星測試數據試開放的范圍。

“以前我們是‘吃現成飯’的，用國外衛星的公開資料進行研究。現在我們終于做成了衛星，自己寫軟件、編程序，供大家使用，變成‘燒飯’的了。這才是更加正統的研究過程?！备蕿槿簩τ浾哒f，過去幾十年來，中國太陽物理學家在國際上發表論文總數已經位列前茅，但總覺得缺了點什么。“我們總是直接談研究，給別人一個結果。但說到底，這很難讓人信服。老外關心的是，這個數據是如何觀測、定標的，以及數據的誤差大小等，而這些東西恰恰是我們欠缺的?！?/p>

長期以來，一個愿望在他的心中越來越強烈：當國家發展到一定程度，必須發展自己的硬件。

“夸父一號”又稱先進天基太陽天文臺，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，其主要的科學目標可以歸納為“一磁兩暴”?！耙淮拧奔刺柎艌?，“兩暴”指太陽上兩類最劇烈的爆發現象：耀斑爆發和日冕物質拋射。在研究這些現象的形成、演化、相互作用和彼此關聯的同時，也為空間天氣預報提供支持。

選取“一磁兩暴”作為研究對象，是甘為群抓住太陽探測關鍵的結果。甘為群介紹：“太陽活動上升期，以太陽黑子為標志的太陽磁場的演化就比較激烈，產生一系列的太陽活動，最劇烈的就是耀斑和日冕拋射物質?！倍@些太陽活動是與地球和人類的發展有著密切關系的。太陽活動周期為11年，第25個太陽活動周期已于2020年下半年開始，將持續到2031年左右。在這一周期中，太陽活動預計將在2024年到2025年達到高峰。這將是全球太陽觀測的窗口期，衛星觀測數據向全球試開放恰逢其時。

與“一磁兩暴”相對應，“夸父一號”有三臺載荷。全日面矢量磁像儀的測量目標是太陽物理學中的“第一觀測量”——太陽磁場。太陽硬X射線成像儀的主要科學目標，是在約30keV-200keV能量段對太陽耀斑的輻射進行能譜和成像觀測。萊曼阿爾法太陽望遠鏡的主要任務是觀測日冕物質拋射、耀斑以及暗條等劇烈的太陽大氣爆發活動，并為空間天氣預報提供內日冕的觀測數據支持。

在這次試開放發布會議上，甘為群還宣布了“夸父一號”國際訪問學者計劃，歡迎基于“夸父一號”觀測數據的國際合作研究。他將率領團隊努力促進國內外太陽物理學家使用“夸父一號”衛星觀測數據開展前沿研究。

“夸父一號”的試開放實現了一代人多年的心愿。“什么叫天文？我認為這個‘文’的第一步就是觀測，然后就涉及到儀器、數據、定標等一系列東西，以前只要涉及到這些，就是我們的弱項，甚至干脆沒有，都是別人‘文’完了結果下來，我們來研究。但現在我可以說，我們從頭開始做，而且中國的每一個太陽物理學家都能在‘夸父一號’里找到自己的位置，用這些數據來寫論文。”

除了比喻人有大志向，夸父逐日的另一層含義為“自不量力”。而甘為群認為，探測太陽是極為必要的?！癗ASA（美國航空航天局）在1958年成立之初，就有三個計劃：空間地球探測、空間太陽觀測和空間天文觀測。從1961年到上世紀70年代，NASA連發8顆太陽觀測衛星。上世紀70年代，美國宇航員在空間站直接拍攝到日冕物質拋射，后來人類慢慢意識到這種現象的重要性?！?/p>

甘為群向記者回憶，從上世紀60年代開始，世界主要空間大國已經發射與太陽直接或間接相關的衛星70余顆。中國雖然是航天大國，長時間以來幾乎完全沒有研制太陽衛星的經驗。這不僅是科學研究上的遺憾，從某種程度上，也不利于國家安全。

2022年12月13日，甘為群在發布會上介紹“夸父一號”初步觀測成果。

“太陽爆發對我們的生活影響很大。首先是輻射增強，這會影響地球大氣電離層，導致短波通訊受到干擾。其次是太陽高能粒子，我們生活在電子時代，很多東西的電子分布是有規律的，太陽高能帶電粒子打過來，它們就亂套了。最明顯的就是衛星，它們在大氣層外面，被高能粒子擊中很可能導致失靈、失控，如果宇航員正在工作，還可能對其生命安全造成威脅。即便高能粒子到了地面上，也會影響變壓器的電荷分布，導致地區性大規模停電。還有日冕拋射物質，這是一大團拋射的高溫高速物質，一旦向地球方向襲來，將會造成嚴重后果。”

這些并不是危言聳聽，每一項都在歷史上真實發生過。

1859年9月1日，英國天文愛好者卡林頓觀測到太陽大黑子群內突然出現極其明亮的白光，形成一堆明亮的月牙形狀，后來證實，這是太陽耀斑爆發，明亮的白光是一團帶著電荷的等離子體云。短時間內，英國格林尼治天文臺就測量到地磁場強度的劇烈變動。17個半小時后，各地電報局電報機的操作員報告說，他們的機器在閃火花，甚至電線都被融化了。這是天文學界著名的卡靈頓事件，有人估算，如果卡靈頓事件發生在對電力高度依賴的當下，將會對供水、物流、金融等日常生活造成極為重大的影響，直接導致的經濟損失可能達1萬億到2萬億美元。

1989年3月，加拿大北部地區電網突然遭到短時間破壞，整個魁北克省的供電系統癱瘓。事后證實，斷電的罪魁禍首就是太陽風暴。2003年，太陽又爆發了一次強磁暴，歐美的一系列科學衛星遭受不同程度損害，全球衛星通訊受到干擾，GPS全球定位系統受到影響，地面和空間一些需要即時通訊和定位的交通系統不同程度地癱瘓了。

“夸父一號”發射成功后，能夠提前40小時左右對災害性空間天氣事件發出預警，并為中長期空間天氣預報研究提供基礎數據。

即便沒有這些災害，太陽探測也是人類必須完成的使命?！盀槭裁匆獜娬{基礎研究？因為它就在這個地方，我們應該看到人類本身就生存在這個系統中，就應該了解這些。往往不知不覺間，這些研究就自然而然地和人類發生關系了。太陽就是一個天然的物理實驗室?！备蕿槿赫f。

甘為群清晰地記得，在上世紀80年代初，由于國內缺少觀測設備支持，還在讀研的他只能大量地借助國外衛星觀測數據寫論文。在計算機和互聯網尚未普及的年代，他只能致信國外科學家，請求他們將觀測數據打印好，郵寄回南京。他早年研究需要的數據，便是拿著尺子在這些郵寄回來的資料上一點點提取出來的。

回想起那段時光，甘為群看到的不僅是青春，更有從那時就堅定的理想。

在甘為群的博士畢業論文結尾，有一句話醒目而有力：“我要做一個追趕太陽的人?！?/p>

他是這樣說的，也是這樣做的?？v觀甘為群的科研經歷，他在每一個人生節點都充滿了夸父的那種屢敗屢戰、鍥而不舍的精神。

1979年，甘為群考入南京大學天文系，并在此后攻讀碩士和博士研究生，畢業后又一直在南京紫金山天文臺工作。可以說，他既是中國太陽觀測發展史的見證者，也是參與者。

早在1958年，南京大學天文系就提出建造中國第一座太陽塔，即塔式太陽望遠鏡。幾經擱置、重啟后，太陽塔終于在1979年9月建成了，甘為群極為幸運地趕上了這一時刻。這座太陽塔正是甘為群后來的碩士和博士研究生導師方成院士設計和研制的。在艱苦的求學歲月里，甘為群成了方成團隊的骨干成員。為了更好地完成論文，甘為群每天往返于太陽塔和校園之間。這是一段20公里的路程，除了坐公交車，還要步行一大段距離，需要兩個多小時。每一天，甘為群都是披星戴月，要趕在太陽升起前過來，直到太陽落山，都不肯離去。

太陽爆發的機理示意圖。

“夸父一號”概念圖。

甘為群記得，太陽塔里有一臺天文系僅有的計算機，那是方成在國外考察和講學期間省吃儉用買下來的。所以每天太陽落山之后，他依然舍不得走，用電腦工作到很晚，以至于每天都是披星戴月。他的畢業論文是《耀斑大氣半經驗和理論模型》，需要進行大量的太陽觀測。但偏偏在緊張的沖刺階段，南京陰雨連綿，情急之下，甘為群干脆每天住在這里，一邊寫論文，一邊看天氣臉色，見縫插針地觀測。

這里的工作人員不止一次發現，由于連續熬夜、過度疲憊，甘為群趴在桌子上睡著了，叫都叫不醒。功夫不負有心人，天氣放晴了，他的論文也完成了，從那時起，他就用科學家的方式，演繹“夸父逐日”了。后來，他的博士論文發表在美國《天體物理》雜志上，開創了南京大學博士學位論文在此雜志發表之先河。

畢業后，甘為群本有機會留校，但由于種種原因，未能如愿。方成推薦他到紫金山天文臺的張和祺臺長那里工作，在天文學界，這同樣是個赫赫有名的人。“東方紅一號衛星發射成功后，我們國家具備了發射衛星的能力。科學界后來就提出了‘兩船一站’計劃。”甘為群介紹，這其中的一個“飛船”指的就是“天文一號”，就是張和祺在上世紀70年代中期的一次全國科學規劃會議上提出的，并得到了國家的重視?！疤煳囊惶枴钡目茖W目標是填補中國空間天文的空白，以太陽觀測，特別是耀斑爆發為主。

“天文一號”原計劃在1980年至1981年的太陽活動第21周峰年期間發射，這樣就可以和當時美國“太陽極大年”衛星、日本“火鳥”衛星等處在同一個時期了?？上У氖?，由于衛星的部分儀器研制難度超出預期，加上改革開放初期百廢待興、國家政策調整，計劃擱置了。

“我知道你的名字，還看過你的論文。”見到甘為群的第一面，張和祺就極為欣賞，不久之后，就讓他到空間天文實驗室工作了。不過，工作后不久，一位老同事就提醒他，空間天文是一個“費力不討好”的行當，干了一輩子，都可能兩手空空，“天文一號”就是個例子。在后來的人生經歷中，這一說法也確實得到過多次驗證。

“上世紀80年代是科學的春天，我們還是做了很多事，空間探測包括放氣球、火箭和衛星，我們那時放了一些氣球進行天文觀測?！备蕿槿赫f，憑著內心的熱愛，以及對國外先進科學的借鑒吸收，他還是堅持了下來。

上世紀90年代，甘為群和同事們等到了一個好機會。1992年9月21日，中央批準我國載人航天工程按“三步走”發展戰略實施，簡稱“921”計劃。甘為群回憶：“在神舟系列飛船早年發射階段，可以搭載一些儀器設備。”張和祺把握住機遇，為紫金山天文臺爭取到空間天文探測包搭載神舟二號載人航天試驗飛船的寶貴機會。

1994年，空間天文探測儀器計劃取得積極進展，正式立項。在后來的7年時間里，紫金山天文臺與中國科學院高能物理研究所共完成了3臺高能輻射探測器的研制。2001年1月10日，探測器隨神舟二號飛船順利入軌。在軌運行165天期間，探測器除了觀測到宇宙伽馬射線暴，還觀測到數十個太陽伽馬射線耀斑和逾百個太陽硬X射線耀斑。這是中國空間太陽天文零的突破。

幾乎在“921”計劃推進的同一時期，北京天文臺臺長艾國祥院士提出了空間太陽望遠鏡計劃。幾經努力，艾國祥向張和祺提出，以“合作”的名義讓甘為群參與空間太陽望遠鏡計劃。

此后漫長的十多年時間里，甘為群一直配合艾國祥進行這個計劃，但由于技術難度太大，加上其他種種原因，項目在后來陷入了困難局面。甘為群坦誠地說：“我和艾院士有些不同看法，我認為應該從小的望遠鏡開始干起，一步步來，而艾院士認為，要做就做大的?！?/p>

后來，甘為群按照自己的思路，從太陽探測小衛星開始做起。2004年，甘為群得到一個難得的機會，當年7月，國際空間研究委員會第35屆世界空間科學大會在法國巴黎召開。甘為群以紫金山天文臺副臺長的身份參會。會議期間，他得知法國有兩個小衛星計劃方案，便將紫金山天文臺正在開展的太陽高能小衛星預先研究提出來。大家建議中法合作，將三個小衛星計劃合并起來，經過商議，提出中法合作“太陽爆發探測小衛星”的概念。其科學目標是瞄準太陽活動第24周峰年，研究耀斑非熱粒子的加速和傳播作用過程、日冕物質拋射的形成和早期演化以及耀斑和日冕物質拋射之間的關系。

這一項目本來非常有利于我國空間太陽探測進程，甘為群作為科工委項目中方負責人全力推進。但就在他滿懷希望之時，法方由于項目安排沖突等原因，在2009年初終止這一項目。甘為群的“逐日之旅”再次遭遇挫折。

幸運的是，盡管遭遇一次次打擊，但甘為群趕上了國家科技發展的好時代，特別是進入21世紀后，他總能尋找到更多機會。2006年，中國科學院提出空間科學規劃，他負責空間天文和太陽物理領域。2011年， 他胸有成竹地提出中國第一顆綜合性太陽探測衛星——“先進天基太陽天文臺”的概念，并于同年獲得中國科學院空間科學戰略性先導專項計劃的支持，列入預先研究項目。

一個空間項目要想走到最后，必須經歷三個階段：預先研究、背景型號、衛星工程立項與實施。而在這些階段，甘為群又經歷了意見分歧、經費緊張等一系列困難。他都咬著牙，一一克服了。

讓他永遠難忘的，是2022年10月9日這一天。清晨7點43分，迎著剛剛升起的太陽，長征二號丁運載火箭在酒泉衛星發射中心成功將“夸父一號”先進天基太陽天文臺衛星發射升空，衛星進入預定軌道，發射任務獲得成功。

“那天，大家在微信群里紛紛祝賀我。而我腦海中突然跳出‘一條路走到黑’這句話?！蹦切┨?，他在酒泉現場看到很多科技工作者同他一道沒日沒夜地緊張奮戰在一線，突然明白了一些事情。原來在“逐日之旅”上，他并不孤獨。中華民族永遠都不會失去夸父逐日的精神，但再也不必重復那遙不可及的命運了。

“只要方向正確，‘一條路走到黑’的盡頭，一定是光明！”