我国发射综合性太阳探测专用卫星“夸父一号”
■9日7时43分,我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭,将先进天基太阳天文台卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道。新华社发
据新华社电 我国综合性太阳探测专用卫星夸父一号——先进天基太阳天文台(ASO-S)10月9日在酒泉卫星发射中心发射升空,开启对太阳的探测之旅。
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。
空间预警员
‘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。
甘为群介绍,这样的设计,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。
磁场侦察家
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。
观察多面手
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。
科研工作狂
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。
数据量大师
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,它将积累和回传约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。
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。
而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。
两颗卫星同时在轨工作,非常有利于增加卫星的科学产出。