夸父逐日神話出處(夸父逐日神話傳說)
火箭發(fā)射圖片酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心供圖
夸父朱日是無數(shù)中國人從小就熟悉的神話。如今，神話正在成為現(xiàn)實(shí)?！袊柧C合探測衛(wèi)星先進(jìn)天基太陽觀測站“夸父一號”正試圖揭開太陽之謎！
“自20世紀(jì)60年代以來，世界航天強(qiáng)國已發(fā)射了六十七十顆太陽探測相關(guān)衛(wèi)星，但我國在專用太陽探測衛(wèi)星方面卻一直缺席。雖然我國的太陽物理科學(xué)論文在世界上名列前茅，但我們確實(shí)不好意思他說他在太陽物理學(xué)方面一直走在世界前列?！薄翱涓敢惶枴笔紫茖W(xué)家、中國科學(xué)院紫金山天文臺研究員甘維群表示，“現(xiàn)在，我們可以自豪地說，‘夸父一號’將實(shí)現(xiàn)我國太陽衛(wèi)星的實(shí)現(xiàn)探測的跨越式突破！我們將為太陽研究做出更多原創(chuàng)貢獻(xiàn)！”
三個(gè)“國際首次”瞄準(zhǔn)太陽“一磁兩暴”
大約46億年前，在距銀河系中心約光年的旋臂中，分子云在自身重力作用下開始塌縮，逐漸形成太陽。太陽是我們的“母星”，地球上的一切生產(chǎn)生活都與太陽息息相關(guān)，但它偶爾的“小脾氣”也會給我們帶來障礙。——太陽風(fēng)暴將“將巨大的物質(zhì)和能量射流”吹向近地空間，會對地球磁層、電離層、中高層大氣等地球空間環(huán)境造成強(qiáng)烈擾動，從而影響人類活動。
太陽活動有周期性變化，平均周期為11年。太陽黑子數(shù)量達(dá)到最多的年份稱為太陽活動高峰年，也就是太陽活動最強(qiáng)烈的時(shí)候。據(jù)科學(xué)家預(yù)測，2024年至2025年左右將是太陽活動第25個(gè)高峰年。甘維群說：“我們選擇在這個(gè)時(shí)候發(fā)射夸父一號，是為了更好地了解太陽。它的設(shè)計(jì)壽命不少于4年，基本可以覆蓋太陽峰值年的最大時(shí)段，這對我們來說非常重要?！边@對于科學(xué)研究和實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星科學(xué)目標(biāo)非常有益?！?/p>
“夸父一號”的科學(xué)目標(biāo)是“一個(gè)磁場、兩次劇烈爆炸”。甘偉群說：“這個(gè)詞是專門為這顆衛(wèi)星提出的。‘磁’指的是磁場，‘兩次爆發(fā)’指的是太陽上最猛烈的兩種爆炸現(xiàn)象，——耀斑和日冕物質(zhì)拋射。我們要去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、相互作用以及可能的因果聯(lián)系，同時(shí)提供空間天氣預(yù)警支持?！?/p>
為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，“夸父一號”從概念提出到有效載荷開發(fā)再到系統(tǒng)集成，做出了許多原始創(chuàng)新。甘維群將其概括為三個(gè)國際第一：國際上首次將“一磁暴兩暴”作為衛(wèi)星的科學(xué)目標(biāo)并配置了相應(yīng)的載荷組合；世界上首次在近地衛(wèi)星上測量了全表面矢量磁場和太陽輻射。同時(shí)觀測耀斑、太陽表面形成和日冕物質(zhì)拋射的近日冕傳播的非熱輻射成像；世界首次在萊曼阿爾法譜線波段實(shí)現(xiàn)了太陽全表面和近日冕表面的無縫同步成像觀測。
三大載荷“無間斷”觀測太陽
“夸父一號”重約859公斤，進(jìn)入軌道后尺寸為2105毫米9184毫米2456毫米。在這樣的空間里，科學(xué)家們妥善安置了三個(gè)主要有效載荷，使“夸父一號”具有強(qiáng)大的能力：全太陽矢量磁成像儀（FMG）、萊曼阿爾法太陽望遠(yuǎn)鏡（LST）和硬X射線成像儀（HXI），分別觀測太陽磁場、日冕物質(zhì)拋射和太陽耀斑。
“每種樂器都有自己的特點(diǎn)?！薄翱绺敢惶枴毙l(wèi)星系統(tǒng)總工程師、中科院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院研究員朱成表示：
——全盤矢量磁成像儀跟蹤太陽活動的來源。FMG的測量目標(biāo)是太陽光球磁場。它獲得的矢量磁場數(shù)據(jù)不僅可以幫助我們深入了解耀斑和日冕物質(zhì)拋射過程中的能量積累、觸發(fā)、釋放和傳輸機(jī)制，還可以幫助我們更準(zhǔn)確地研究太陽爆發(fā)。主動預(yù)報(bào)模型為更準(zhǔn)確的空間天氣預(yù)報(bào)提供了觀測基礎(chǔ)。
——萊曼阿爾法太陽望遠(yuǎn)鏡，太陽觀測的新窗口。LST有效載荷由三個(gè)儀器組成。它將在萊曼阿爾法和白光波段對整個(gè)太陽表面和日冕附近進(jìn)行成像觀測。其主要科學(xué)任務(wù)是觀測日冕物質(zhì)拋射和耀斑等劇烈的太陽噴發(fā)，并提供太空天氣信息。該預(yù)測得到了內(nèi)日冕觀測數(shù)據(jù)的支持。萊曼阿爾法波段LST有效載荷的觀測將填補(bǔ)該波段從全太陽到內(nèi)日冕連續(xù)觀測的國際空白。
——硬X射線成像儀，凝視寧靜面紗下的風(fēng)暴。HXI由三個(gè)結(jié)構(gòu)獨(dú)立的機(jī)器組成：準(zhǔn)直器、熱量計(jì)和電控箱，分別相當(dāng)于相機(jī)中的鏡頭、CCD和控制系統(tǒng)。HXI的主要科學(xué)目標(biāo)是對30keV至200keV能量范圍內(nèi)太陽耀斑的硬X射線輻射進(jìn)行能譜和成像觀測。它是唯一已知的高能太陽成像儀器，可以在第25個(gè)太陽活動周期的高峰年提供地球視角的觀測。對于研究耀斑非熱輻射源的形成演化機(jī)制以及粒子加速過程具有極其重要的意義。
“夸父一號”的軌道選擇也有自己的秘密。朱成說：“選擇720公里高的黎明和黃昏太陽同步軌道，為硬地提供了低粒子背景的良好環(huán)境。一年中只有三個(gè)月左右有短暫的地球陰影，其余時(shí)間陽光充足的時(shí)候，可以進(jìn)行連續(xù)長期的太陽觀測?！?/p>
在太陽物理研究中，作出更多原創(chuàng)性重大貢獻(xiàn)
“夸父一號”每天可以為科學(xué)家提供500GB的科學(xué)數(shù)據(jù)，供科學(xué)家進(jìn)行太陽物理研究?！翱涓敢惶枴笨茖W(xué)應(yīng)用系統(tǒng)總工程師、中國科學(xué)院紫金山天文臺研究員李輝表示：“‘夸父一號’衛(wèi)星發(fā)射后，將經(jīng)歷在軌測試期間，測試正常后將按照國際慣例發(fā)射，實(shí)時(shí)免費(fèi)向全球相關(guān)領(lǐng)域科研人員開放。
世界上有數(shù)十顆專門或相關(guān)的太陽探測衛(wèi)星。近年來，我國發(fā)射了我國首顆太陽探測科技實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“羲和”號，美國也發(fā)射了“帕克”太陽探測器。中國有必要發(fā)射全新的太陽探測衛(wèi)星嗎？
甘偉群的回答是：當(dāng)然！
甘維群解釋說，“帕克”是一顆飛近太陽進(jìn)行觀測的衛(wèi)星?！斑@也意味著它將受到非常強(qiáng)的熱輻射，無法對太陽進(jìn)行直接成像觀測。因此，‘帕克’只能進(jìn)行局部探測?！碧柎髿庵械牧Ｗ印⒋艌?、太陽風(fēng)和其他太陽環(huán)境。而夸父一號則直接“看”太陽，利用遙感觀測太陽，并對太陽成像。就科學(xué)目標(biāo)而言，它與帕克是相同的科學(xué)目標(biāo)。不一致的東西可以互相補(bǔ)充。”
“羲和”號是一顆科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星。其主要目標(biāo)是對——衛(wèi)星平臺的“雙超”平臺進(jìn)行技術(shù)驗(yàn)證。甘維群介紹，“夸父一號”衛(wèi)星是專門為太陽觀測而提出的，是完全以科學(xué)目標(biāo)驅(qū)動的空間科學(xué)衛(wèi)星計(jì)劃。因此，這顆衛(wèi)星被稱為“空間科學(xué)衛(wèi)星”，與“羲和”號不同。此外，“羲和”與“夸父一號”在科學(xué)目標(biāo)、觀測對象、觀測波段等方面也有所不同。
“據(jù)統(tǒng)計(jì)，2010年前后，我國在太陽物理領(lǐng)域發(fā)表的論文總數(shù)位居世界第二。但我們寫論文所用的觀測數(shù)據(jù)大部分來自國際太陽衛(wèi)星?！备示S群說：“正是在這樣的背景下，我們在2011年提出了先進(jìn)天基太陽觀測衛(wèi)星項(xiàng)目?，F(xiàn)在，一切都準(zhǔn)備好了，我們看看中國吧！”
（光明日報(bào)北京10月9日電光明日報(bào)記者齊芳）