10月9日7時(shí)43分，我國(guó)在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心采用長(zhǎng)征二號(hào)丁型運(yùn)載火箭，成功將先進(jìn)天基太陽(yáng)天文臺(tái)“夸父一號(hào)”發(fā)射升空，衛(wèi)星順利進(jìn)入預(yù)定軌道，發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功。

“夸父一號(hào)”全稱“先進(jìn)天基太陽(yáng)天文臺(tái)”（Advanced Space-based Solar Observatory，簡(jiǎn)稱ASO-S），是由中國(guó)太陽(yáng)物理學(xué)家自主提出的綜合性太陽(yáng)探測(cè)專用衛(wèi)星，也是中國(guó)科學(xué)院空間科學(xué)先導(dǎo)專項(xiàng)繼“悟空”“墨子號(hào)”“慧眼”“實(shí)踐十號(hào)”“太極一號(hào)”“懷柔一號(hào)”之后，研制發(fā)射的又一顆空間科學(xué)衛(wèi)星，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)天基太陽(yáng)探測(cè)衛(wèi)星跨越式突破。

“夸父一號(hào)”是用來(lái)干什么的？它與去年我國(guó)發(fā)射的“羲和號(hào)”衛(wèi)星有何區(qū)別？針對(duì)這些問(wèn)題，《中國(guó)科學(xué)報(bào)》采訪了“夸父一號(hào)”首席科學(xué)家甘為群，衛(wèi)星系統(tǒng)總師諸成，科學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)總師黎輝。

“夸父一號(hào)”衛(wèi)星示意圖 中科院紫金山天文臺(tái)供圖

《中國(guó)科學(xué)報(bào)》：為何想到以“夸父一號(hào)”為衛(wèi)星命名？

“夸父一號(hào)”首席科學(xué)家、中國(guó)科學(xué)院紫金山天文臺(tái)研究員甘為群：

將先進(jìn)天基太陽(yáng)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(guó)神話人物，“夸父逐日”的故事表達(dá)了中國(guó)古代先民胸懷大志、探索自然、英勇頑強(qiáng)的精神，蘊(yùn)含了中華民族千百年來(lái)試圖揭開太陽(yáng)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(lái)中國(guó)太陽(yáng)探測(cè)衛(wèi)星一道，開啟中國(guó)綜合性太陽(yáng)觀測(cè)的新時(shí)代?！版隙鸨荚隆睂?duì)仗“夸父逐日”，完美地詮釋了中國(guó)人熱愛自然、探索自然的情懷與浪漫。

《中國(guó)科學(xué)報(bào)》：“夸父一號(hào)”衛(wèi)星是用來(lái)干什么的？

甘為群：這顆衛(wèi)星的科學(xué)目標(biāo)就是四個(gè)字“一磁兩暴”?！按拧本褪谴艌?chǎng)，“兩暴”就是兩個(gè)太陽(yáng)上兩類最劇烈的爆發(fā)現(xiàn)象——耀斑、日冕物質(zhì)拋射。

我們要研究這三者之間的關(guān)系，即磁場(chǎng)與耀斑的關(guān)系，磁場(chǎng)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，還要研究它們的形成、演化、相互作用和可能存在的因果關(guān)聯(lián)，為空間天氣預(yù)警提供支持。

“夸父一號(hào)”實(shí)現(xiàn)了“三個(gè)國(guó)際首次”——國(guó)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(guó)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(yáng)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(shí)進(jìn)行觀測(cè)；國(guó)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(wú)縫同時(shí)成像觀測(cè)。

《中國(guó)科學(xué)報(bào)》：最近太陽(yáng)物理領(lǐng)域非常熱，例如，NASA發(fā)射了“帕克號(hào)”衛(wèi)星，我國(guó)去年發(fā)射了“羲和號(hào)”衛(wèi)星，今年又發(fā)射了“夸父一號(hào)”衛(wèi)星，這些探日衛(wèi)星的區(qū)別在哪里？

甘為群：“帕克號(hào)”衛(wèi)星是美國(guó)主導(dǎo)的飛到太陽(yáng)附近進(jìn)行觀測(cè)的衛(wèi)星，它的軌道是個(gè)大的橢圓，最近的近日點(diǎn)可以達(dá)到10個(gè)太陽(yáng)半徑左右，這意味著它受到的太陽(yáng)的熱是非常強(qiáng)的，不可能面對(duì)太陽(yáng)來(lái)進(jìn)行觀測(cè)，只能在前面加上厚厚的防熱罩，所以它只能探測(cè)到太陽(yáng)附近粒子、磁場(chǎng)這些環(huán)境，不能直接看太陽(yáng)。而“夸父一號(hào)”這顆衛(wèi)星是直接看太陽(yáng)，是用遙測(cè)遙感的手段觀測(cè)太陽(yáng)，對(duì)太陽(yáng)進(jìn)行成像。所以說(shuō)它們是互補(bǔ)關(guān)系?！芭量颂?hào)”當(dāng)然是非常先進(jìn)的，但“帕克號(hào)”和“夸父一號(hào)”的科學(xué)目標(biāo)不一樣。

跟我國(guó)去年10月份發(fā)射的“羲和號(hào)”衛(wèi)星比較，“羲和號(hào)”衛(wèi)星全稱叫“太陽(yáng)探測(cè)科學(xué)試驗(yàn)衛(wèi)星”，是一顆科學(xué)試驗(yàn)衛(wèi)星，主要是想從技術(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)”上放的望遠(yuǎn)鏡在Hα波段工作，在地面上也可以工作，但是放到天上以后有非常大的好處，即它可以連續(xù)對(duì)太陽(yáng)進(jìn)行觀測(cè)，還可以克服地球大氣抖動(dòng)等帶來(lái)的一系列問(wèn)題，可以在短時(shí)間內(nèi)掃描全日面，并在掃描的波長(zhǎng)范圍里對(duì)每一個(gè)光譜點(diǎn)進(jìn)行成像。

“羲和號(hào)”在2019年6月立項(xiàng)，“夸父一號(hào)”是2017年底立項(xiàng)的。與“羲和號(hào)”不一樣，“夸父一號(hào)”是專門為觀測(cè)太陽(yáng)提出的，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”，它在科學(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。

《中國(guó)科學(xué)報(bào)》：國(guó)際上目前太陽(yáng)探測(cè)發(fā)展的整體情況如何？我國(guó)在國(guó)際上處于什么位置？

甘為群：2011年，中國(guó)科學(xué)院空間科學(xué)先導(dǎo)專項(xiàng)（一期）正式啟動(dòng)，我們提出了“夸父一號(hào)”衛(wèi)星計(jì)劃。當(dāng)時(shí)，國(guó)際上已經(jīng)有70多顆太陽(yáng)探測(cè)專用衛(wèi)星或相關(guān)領(lǐng)域的衛(wèi)星。作為太陽(yáng)物理研究工作者，我們的心里非常非常著急。

太陽(yáng)物理在中國(guó)的天文學(xué)研究框架中占據(jù)的體量超過(guò)1/10，在2010年前后，中國(guó)在太陽(yáng)物理領(lǐng)域發(fā)表論文的總量已經(jīng)在國(guó)際上排名第二。但是，我們寫論文所用的觀測(cè)數(shù)據(jù)絕大部分來(lái)自國(guó)際上的太陽(yáng)衛(wèi)星，美國(guó)、日本、歐洲他們發(fā)衛(wèi)星之后，與我們共享資料、軟件、數(shù)據(jù)，我們發(fā)表文章甚至比他們還要多。作為一個(gè)科研工作者，作為中國(guó)的太陽(yáng)物理學(xué)家，我們能說(shuō)自己是“世界領(lǐng)先”嗎？正是在這樣的背景下，我們下決心一定要發(fā)射自己的科學(xué)衛(wèi)星。“夸父一號(hào)”就是要推動(dòng)我國(guó)對(duì)國(guó)際太陽(yáng)物理研究做出原創(chuàng)性的重大貢獻(xiàn)。

“夸父一號(hào)”先后經(jīng)歷了預(yù)先研究、背景型號(hào)、綜合立項(xiàng)論證等程序，最終在2017年底獲得工程立項(xiàng)批復(fù)，又經(jīng)過(guò)了5年的工程研制，克服了重重困難，終于發(fā)射成功。

《中國(guó)科學(xué)報(bào)》：“夸父一號(hào)”衛(wèi)星將如何實(shí)現(xiàn)科學(xué)目標(biāo)？

甘為群：為實(shí)現(xiàn)“一磁兩暴”的科學(xué)目標(biāo)，“夸父一號(hào)”上配了三個(gè)有效載荷，全日面矢量磁像儀、萊曼阿爾法太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡、硬X射線成像儀，它們分別觀測(cè)太陽(yáng)磁場(chǎng)、日冕物質(zhì)拋射和太陽(yáng)耀斑。每一臺(tái)儀器都有自己的特色。

“夸父一號(hào)”衛(wèi)星系統(tǒng)總師、中國(guó)科學(xué)院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院研究員諸成：星上裝載的全日面矢量磁像儀是我國(guó)第一臺(tái)空間太陽(yáng)磁場(chǎng)測(cè)量設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)全日面光球矢量磁場(chǎng)的持續(xù)觀測(cè)，與國(guó)際同類載荷相比具有更高的磁場(chǎng)測(cè)量靈敏度和時(shí)間分辨率。

萊曼阿爾法太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡是我國(guó)第一臺(tái)空間萊曼阿爾法太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡，它可以實(shí)現(xiàn)萊曼阿爾法波段從日面到內(nèi)日冕無(wú)縫觀測(cè)，具有極高的雜散光抑制能力，還具有自動(dòng)監(jiān)測(cè)太陽(yáng)耀斑爆發(fā)能力，使觀測(cè)模式能在軌自主轉(zhuǎn)換。

太陽(yáng)硬X射線成像儀采用獨(dú)特的傅里葉變換調(diào)制成像原理，對(duì)太陽(yáng)耀斑活動(dòng)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(cè)，性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)際一流水平。

《中國(guó)科學(xué)報(bào)》：“夸父一號(hào)”衛(wèi)星如今已經(jīng)發(fā)射成功，后續(xù)還要做什么？

甘為群：這顆衛(wèi)星發(fā)射后，要經(jīng)歷一段時(shí)間的在軌調(diào)試，之后會(huì)進(jìn)入正常工作模式。三個(gè)載荷每天可以觀測(cè)到大約500GB的數(shù)據(jù)量，通過(guò)地面支撐系統(tǒng)和科學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)的處理后向全球開放?！翱涓敢惶?hào)”的設(shè)計(jì)壽命不少于4年，太陽(yáng)活動(dòng)有11年的周期，衛(wèi)星的設(shè)計(jì)壽命可以基本覆蓋太陽(yáng)峰年的極大期，這對(duì)我們的科學(xué)研究、實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星科學(xué)目標(biāo)是非常有利的。

《中國(guó)科學(xué)報(bào)》：“夸父一號(hào)”衛(wèi)星在數(shù)據(jù)共享方面有什么計(jì)劃？

“夸父一號(hào)”科學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)總師、中國(guó)科學(xué)院紫金山天文臺(tái)研究員黎輝：“夸父一號(hào)”的數(shù)據(jù)是完全開放的。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)全世界太陽(yáng)物理、空間環(huán)境、空間物理、空間天氣等相關(guān)領(lǐng)域的科研工作者，實(shí)時(shí)免費(fèi)開放。這樣的數(shù)據(jù)共享政策也是基于國(guó)際慣例，中國(guó)太陽(yáng)物理學(xué)家一直以來(lái)都在享受國(guó)際開放的數(shù)據(jù)政策，我國(guó)的綜合性太陽(yáng)觀測(cè)衛(wèi)星成功在軌運(yùn)行之后，也要對(duì)世界做出承諾。

“夸父一號(hào)”衛(wèi)星示意圖 中科院紫金山天文臺(tái)供圖來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào)

責(zé)編：咕嚕