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现代“夸父”今逐日“夸父一号”成功发射!将对太阳“一磁两暴”进行科学观测

2022-10-14   

10 月 9 日上午,我国综合性太阳探测卫星 " 夸父一号 ",在酒泉卫星发射中心搭乘长征二号丁型运载火箭发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务取得圆满成功。

△发射现场 汪江波 / 摄

" 夸父一号 " 的中文全称为先进天基太阳天文台,英文名为 Advanced Space-based Solar Observatory,简称 ASO-S。它是中国科学院空间科学先导专项继 " 悟空 "" 墨子号 "" 慧眼 "" 实践十号 "" 太极一号 "" 怀柔一号 " 之后,研制发射的又一颗空间科学卫星,实现了我国天基太阳探测卫星跨越式突破。

" 夸父一号 " 由中科院国家空间科学中心负责工程大总体和地面支撑系统的研制建设,中科院微小卫星创新研究院、国家天文台、长春光机所和紫金山天文台负责卫星平台及有效载荷研制,科学应用系统由中科院紫金山天文台负责,测控系统由中国西安卫星测控中心负责实施,运载火箭由中国航天科技集团有限公司第八研究院研制生产。

△发射现场 汪江波 / 摄

为何把先进天基太阳天文台命名为 " 夸父一号 "?中国科学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为群告诉现代快报记者,把我国综合性太阳探测卫星命名为 " 夸父一号 " 有两层含义。一方面," 夸父 " 是我国家喻户晓的神话人物," 夸父逐日 " 的故事表达了先民胸怀大志、探索自然、英勇顽强的精神,蕴含了中华民族千百年来试图揭开太阳神秘面纱的不懈求索。另一方面,这也寓意着 " 夸父一号 " 将与未来中国太阳探测卫星一道,开启中国综合性太阳观测的新时代。

" 嫦娥奔月 " 对仗 " 夸父逐日 ",完美地诠释了中国人热爱自然、探索自然的情怀与浪漫。

" 夸父一号 " 的设计寿命不少于 4 年,可以基本覆盖太阳峰年的极大期,这对我们的科学研究、实现卫星科学目标是非常有利的。

" 夸父一号 " 的轨道选择也有 " 门道 "。科学家们选取 720 公里高的晨昏太阳同步轨道,为硬 X 射线成像仪提供粒子背景比较低的良好环境,同时有利于降低大气散射杂光对莱曼阿尔法太阳望远镜的成像干扰。这个轨道全年只有约 3 个月存在较短地影,其他时间是全日照,可以连续长时间不间断进行太阳观测。

" 太阳表面看起来很平静,其实很活跃。原因在于太阳有磁场,而且磁场超级乱。当磁场在太阳表面聚集,就会形成太阳黑子。太阳黑子容易爆发日珥、耀斑和日冕物质抛射等。" 甘为群介绍,太阳一生气发威,就会对地球造成不小的影响。

△示意图 受访者供图

太阳活动 11 年为一周期,根据推算,2024 年— 2025 年是太阳活动第 25 周峰年。甘为群表示," 夸父一号 " 将以太阳第 25 周峰年为契机,详细记录第 25 个太阳活动周的 " 太阳风暴 "。简言之,它的主要科学目标就是四个字:" 一磁两暴 "。所谓 " 磁 " 就是太阳的磁场," 两暴 " 就是太阳上两类最剧烈的爆发现象——耀斑和日冕物质抛射。

" 观测和研究太阳磁场、太阳耀斑和日冕物质抛射的形成,相互作用及彼此关联,及时预报太阳爆发对人类的影响,为空间天气预警提供支持。" 甘为群解释。

" 夸父一号 " 都搭载了哪些神器?中国科学院微小卫星创新研究院研究员、先进天基太阳天文台卫星系统总师诸成告诉现代快报记者," 夸父一号 " 重约 858 公斤,装载了三台有效载荷。它们分别是 FMG 全日面矢量磁像仪、HXI 硬 X 射线成像仪和 LST 莱曼阿尔法太阳望远镜。

△示意图 受访者供图

三台神器,每一台都有自己的特色。全日面矢量磁像仪用于对太阳全日面矢量磁场探测,是我国第一台空间太阳磁场测量设备,可实现全日面光球矢量磁场的持续观测,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。

HXI 硬 X 射线成像仪用于对太阳耀斑非热辐射探测。它不仅能实现高分辨成像,还有大动态范围高速电子学读出技术,确保对高级别耀斑爆发的探测能力;以及具有耀斑爆发自触发观测能力。

LST 莱曼阿尔法太阳望远镜用于对日冕物质抛射探测。它是我国第一台空间莱曼阿尔法太阳望远镜,不仅可以对太阳从日冕到内日冕实现无缝观测,还可以自动监测太阳耀斑爆发能力,使观测模式在天上能自主转换。

△示意图 受访者供图

在这三大神器的相互配合下," 夸父一号 " 得以全方位 " 看 " 太阳。

甘为群表示," 夸父一号 " 作为我国综合性太阳探测专用卫星,是我国太阳卫星探测的一次跨越式突破,将实现三个首次:国际上首次以 " 一磁两暴 " 作为卫星的科学目标并配置相应的载荷组合;国际上首次在一颗卫星平台上对全日面矢量磁场、太阳耀斑非热辐射成像,日冕物质抛射的日面形成和日冕传播同时进行观测;国际上首次在莱曼阿尔法波段实现全日面和日冕同时观测。

" 夸父一号 " 每天将产生大约 500GB 的数据量,通过地面支撑系统和科学应用系统的处理后向全球开放,数据共享。

△示意图 受访者供图

" 夸父一号 " 任务团队秉承开放共享的理念,面向全球用户公开共享全部科学数据,惠及国内外太阳物理、空间物理、地球物理、等离子体物理等领域科研人员以及空间天气监测预警等行业部门及普通公众。

科学用户可通过访问 " 夸父一号 " 卫星科学应用系统数据分析中心(aso-s.pmo.ac.cn)网站,浏览快视图片和电影,检索并下载需要的数据产品及数据分析软件,提交观测申请和数据定制需求。


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