12月13日，中国科学院国家空间科学中心公布了我国综合性太阳探测卫星“夸父一号”的首批科学图像，这些图像是“夸父一号”自2022年10月9日成功发射以来，3台有效载荷在轨运行2个月期间，获取的若干对太阳的科学观测图像，实现了多项国内外首次，在轨验证了“夸父一号”三台有效载荷的观测能力和先进性。
太阳硬X射线成像仪实现了我国首次太阳硬X射线成像，提供了地球视角目前唯一的太阳硬X射线图像，图像总体质量达到国际一流水平，为实现对太阳耀斑展开非热辐射空间分布、时间结构、能谱特征观测奠定了坚实的基础。
莱曼阿尔法太阳望远镜的3个子载荷之一，太阳日面成像仪实现了国际上首次在卫星平台上获得莱曼阿尔法波段全日面像，其中对日珥的演化图像清晰完整。另一个子载荷——太阳白光望远镜观测到太阳边缘上2个罕见的“白光耀斑”，莱曼阿尔法波段的观测能力得到了验证。另外，随着子载荷——太阳日冕仪开机对日冕物质抛射开展观测，莱曼阿尔法太阳望远镜将在日冕物质抛射的日面形成和近日冕传播观测方面发挥不可替代的作用。
据“夸父一号”首席科学家甘为群介绍，下一阶段，“夸父一号”将继续按照既定计划开展并完成在轨测试，早日转入在轨科学运行阶段。同时，“夸父一号”将充分发挥三台有效载荷组合观测的特色，加强国内外合作和数据开放共享工作，早日实现 “一磁两暴”科学目标，为太阳活动第25周峰年观测和研究做出中国贡献。
“夸父一号”全称为“先进天基太阳天文台”(ASO-S)，是中国科学院空间科学二期先导专项研制发射的又一颗空间科学卫星，于2022年10月9日在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功发射。“夸父一号”卫星的科学目标瞄准“一磁两暴”，即同时观测太阳磁场和太阳上两类最剧烈的爆发现象——耀斑和日冕物质抛射，研究它们的形成、演化、相互作用和彼此关联，同时为空间天气预报提供支持。
揭秘
“夸父一号”作为我国第一颗综合性太阳探测专用卫星，这位“探秘者”有什么本领?将为人类带回什么信息?新华社记者走近卫星首席科学家和研制团队，揭开“夸父一号”的五重“身份”。
1 空间“预警员”
为航天、导航等高科技活动的空间灾害性天气预报提供支持
“‘夸父一号’的核心科学目标是‘一磁两暴’，即太阳磁场，以及太阳上两类最剧烈的爆发现象——太阳耀斑和日冕物质抛射。”“夸父一号”卫星首席科学家、中科院紫金山天文台研究员甘为群说，将利用太阳活动第25周峰年(预期在2024年到2026年左右)的契机，观测、研究“一磁两暴”的形成、相互作用及彼此关联。
关于太阳，普通人最为关心的问题总是绕不开太阳会对地球造成的影响。
2003年万圣节期间，太阳爆发了一次强磁暴，使欧美的一系列科学卫星都遭受了不同程度的损害，导致全球卫星通信受到干扰，全球定位系统受到影响，定位精度出现了偏差，致使地面和空间一些需要即时通信和定位的系统出现不同程度的瘫痪。
究其原因，就是太阳发射出大量带电高能粒子，对地球电磁环境造成严重破坏。
甘为群介绍，“夸父一号”既是为了更深入地研究太阳的核心物理现象，也是为了给人类当好“预警员”。“夸父一号”依靠多个波段的探测，可以较为连续地观测、追踪太阳爆发的全过程，为影响人类航天、导航等高科技活动的空间灾害性天气预报提供支持。
2 磁场“侦察家”
每18分钟就可以对全日面磁场进行一次高精度成像
磁场被称为太阳物理中的“第一观测量”，大部分的太阳活动直接受太阳磁场的支配。
如果把指南针放在太阳上，会出现十分奇特的现象:在不同区域，指南针指向不同；即便同一区域，不同时间指南针的指向也不相同。之所以这样，是因为太阳磁场远比地球磁场复杂得多。
“在太阳爆发时，‘夸父一号’上搭载的全日面矢量磁像仪，每18分钟就可以对全日面磁场进行一次高精度成像，有助于完整、准确地记录下太阳磁场的变化，进而侦察、破解太阳能量释放的一系列奥秘。”全日面矢量磁像仪载荷主任设计师章海鹰说。
3 观察“多面手”
可以从紫外线、可见光和X射线波段观测太阳
当我们想象太阳，脑海中总会浮现出一个黄色的耀眼球体。实际上，太阳的“面貌”要丰富得多，它会释放所有波长的光。除了可以被人眼看见的可见光，还有波长更短的伽马射线、X射线、紫外线，以及波长更长的红外线、射电波等。
要看清太阳的“真面目”，需要借助不同波段的望远镜。“夸父一号”就是一个观察太阳的多面手，它搭载的莱曼阿尔法太阳望远镜和太阳硬X射线成像仪，可以从紫外线、可见光和X射线波段观测太阳。据介绍，太阳硬X射线成像仪像是一个精密“复眼”，可以精准捕捉来自太阳的X射线信息；莱曼阿尔法太阳望远镜可以同时观测全日面和2.5个太阳半径内的近日冕处莱曼阿尔法光。
4 科研“工作狂”
全年有96%以上的时间处于工作状态
从地球上看，太阳东升西落，大约只有一半的“露脸”时间。而飞行在约720公里高的太阳同步晨昏轨道上的“夸父一号”，全年有96%以上的时间处于工作状态，是个实打实的“工作狂”。
通常情况下，星上载荷每几秒至几分钟成像一次，在太阳爆发期，能变为1秒内成像1次，详细记录下太阳活动的整个过程。甘为群介绍，“夸父一号”在全年的绝大部分时间可以24小时不间断对日观测。仅仅在每年5至8月，每天会有短暂时间进入地球的阴影，“休息”最长的一天也不超过18分钟。
5 数据量“大师”
每天向地球发送几万幅太阳的“高清大图”
“夸父一号”总重约859公斤，在太阳探测卫星中体型“中等”，但它是个吞吐数据的“大胃王”。“每天，它积累和回传约500GB数据，相当于向地球发送几万幅太阳的‘高清大图’。”卫星科学应用系统副总师黄宇说，如果算上处理和加工，每天产出的数据将“塞满”一台家用电脑的硬盘，这在全球的太阳探测卫星中也属于“第一梯队”。
这些数据被接收、还原后，将被打包发送到位于中科院紫金山天文台的卫星数据分析中心。未来4年卫星在轨积累的数据将存储在这里，并由科研人员“翻译”成为可供科学研究的图像和资料。
答疑
“夸父一号”与“羲和号”有何不同?
2021年10月，我国已经发射了国内首颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”。同为探日卫星，“夸父一号”和“羲和号”有什么不同?
甘为群解释说，“羲和号”可以称为我国探日工程的“探路者”。发射成功后，它除了开展卫星平台超高指向精度、超高稳定度技术试验，上面的主载荷“Hα成像光谱仪”经过一段时间的在轨调试，已经达到预期的观测效果。高时间分辨地获取全日面Hα光谱扫描成像，观测和研究色球动力学，是“羲和号”的主要特色。
2022年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。“夸父一号”全称为先进天基太阳天文台。它是我国第一颗综合性太阳探测专用卫星，上面有三台载荷共5台望远镜，实现对太阳“一磁两暴”多波段和空间拓展上的组合观测是其主要特色。
尽管“夸父”与“羲和”的观测任务不尽相同，但它们或将成为我国科学家“追日”的最强搭档。
为什么选择在此时展开探日征途?
甘为群介绍，太阳活动以11年为周期。第25个太阳活动周期开始于2020年下半年，将持续到2031年左右。这一周期内的峰值预计将出现在2024年下半年到2025年上半年，那时太阳爆发现象也最频繁。
“夸父一号”于2022年发射，可以记录下太阳活动由少变多、逐渐活跃直至达到高峰的过程，有利于捕捉到更多的剧烈爆发现象。
虽然现在人类对宇宙的观测已经延伸至130亿光年以外，但迄今为止，太阳仍然是唯一可供我们详细研究的恒星。“对于太阳上的一系列活动，人类的了解还很粗浅。空间探日，是研究和了解太阳的重要一步，对人类自身生存也具有重要现实意义。”
统筹:易福红 杨存海
来源:新华社 央视
