现代“夸父”今逐日，首次瞄准“一磁两暴”为太阳清晰成像
转自：文汇网
10月9日上午7时43分，长征二号丁型运载火箭从我国酒泉卫星发射中心腾空而起，将先进天基太阳天文台“夸父一号”送入距离地球720公里、周期99分钟的太阳同步晨昏轨道。
作为我国综合性太阳探测卫星，这颗以《山海经》中追日化山的“夸父”命名的卫星，搭载了三台各具神通的载荷设备，将以“一磁两暴”为科学目标，实现我国天基太阳探测卫星跨越式突破。
太阳峰年专星启程探日，11年完成跨越式突破
2011年提出、2017年立项、2022年升空，11年的历程对于一颗卫星来说不算短。
为何需要一颗专星来探日？“夸父一号”首席科学家、中国科学院紫金山天文台研究员甘为群说，2010年，我国在太阳物理领域发表的论文数量位居全球第二，这些论文所用的绝大部分观测数据都来自美国、日本、欧洲等国的太阳卫星，“‘夸父一号’就是要在国际上对太阳物理研究做出重大原创性贡献。”
当时，国际上已有70多颗太阳探测相关卫星。在扎实调研的基础上，‘夸父一号’在中国科学院空间科学先导专项中完成了预先研究、背景型号、综合立项论证之后，被确立为专项二期工程任务，并于2017年底获得工程立项批复。历经五年工程研制，克服重重困难，“夸父一号”终于踏上征途。
将先进天基太阳天文台命名为“夸父一号”有两层含义：一方面“夸父”是广为人知的中国神话人物，“夸父逐日”的故事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，我国探月工程以“嫦娥”命名，“嫦娥奔月”对仗“夸父逐日”，完美诠释了中国人民热爱自然、探索自然的浪漫情怀。
太阳活动有11年周期，目前正处于第25个周期的开端。“夸父一号”设计寿命不少于4年，其观测能力足以覆盖太阳峰年极大期。目前我国已制定两个太阳探测计划“羲和”和“夸父”，两颗卫星在一年内分别升空，标志着我国综合性太阳探测时代正式开启。
首次同时瞄准“一磁两暴”，将为太阳清晰成像
“一磁两暴”是“夸父一号”的主要科学目标。“一磁”指的是太阳磁场，“两暴”指的是太阳上两类最剧烈的爆发现象——耀斑和日冕物质抛射。
甘为群说，“夸父一号”在国际上首次在一个近地卫星上，同时观测磁场、耀斑和日冕物质抛射，在研究三者关系的同时，也为空间天气预警提供支撑。为此，“夸父一号”上搭载了三台有效载荷，包括全日面矢量磁像仪、莱曼阿尔法太阳望远镜、硬X射线成像仪，分别用于观测太阳磁场、日冕物质抛射和太阳耀斑。
其中，全日面矢量磁像仪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。
我国首台莱曼阿尔法太阳望远镜也有过人之处，它由三台设备组成，不仅拥有自动监测太阳耀斑爆发能力，还能给比日面暗1万倍以上的内日冕清晰“照相”，在莱曼阿尔法波段实现从日面到内日冕的无缝观测。
太阳硬X射线成像仪则可对太阳耀斑活动中的3万至20万电子伏特的高能辐射进行全日面高分辨率成像和能谱探测，性能指标达到国际一流。
“夸父一号”系统总设计师、中科院微小卫星创新研究院研究员诸成说，这三台载荷在研制中遇到了极高难度技术挑战。比如硬X射线成像仪，前后两条光栅狭缝在米级长度上，对准偏差要控制在几十微米内；全日面矢量磁像仪中，国内自主研制、首次上天的双折射滤光器中的硅油，必须确保在轨工作时光路中不出现气泡；莱曼阿尔法太阳望远镜中日面仪则需抑制日面强光，确保内日冕清晰成像。此外，所有仪器同时精准对日，相互之间的光轴一致性要求非常高，尤其是在经过发射剧烈振动之后、在空间大幅冷热交变环境中，仍然保持稳定。
此前，已有美国的“帕克号”探测器飞到离太阳最近仅十个太阳半径处探测其附近粒子、磁场，其科学目标主要是太阳风和太阳周围环境。“夸父号”则是直接看太阳，用遥测遥感手段观测太阳，并对太阳进行成像。
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