“夸父一号”看清太阳真面目?一文详解中国首颗太阳探测卫星

编辑︰王子杰

  中国首颗综合性太阳探测专用卫星,又名为“夸父一号”的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,展开对太阳的探测之旅。这颗卫星的发射有何重要意义?是否能帮助科学家进一步看清太阳“真面目”呢?

夸父一号发射升空。
10月9日,先进天基太阳天文台卫星“夸父一号”在酒泉卫星发射中心升空,随后进入预定轨道,发射任务取得圆满成功。(图片来源:视觉中国)

夸父一号|“一磁两暴”是什么?

  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。夸父一号首席科学家、中科院紫金山天文台研究员甘为群直言,“一磁两暴”这个名词,就是专门为夸父一号而创造出来。

  甘为群表示,夸父一号将利用太阳活动第25周峰年(预期是在2024年到2026年之间)的契机,研究“一磁两暴”之间的关系,即磁场与耀斑的关系、磁场与日冕物质抛射的关系、日冕物质抛射与耀斑的关系,研究它们的形成、演化、相互作用和可能存在的因果关联。

  总重约859公斤的夸父一号,将在720公里高的晨昏太阳同步轨道上运行,所搭载的三大载荷全日面矢量磁像仪(FMG)、莱曼阿尔法太阳望远镜(LST)和硬X射线成像仪(HXI),每天可以提供多达500GB科学数据,以便科学家进行太阳物理学研究。

夸父一号卫星。
夸父一号的核心科学目标是“一磁两暴”,所搭载的三大载荷,每天可以提供多达500GB科学数据,以便科学家进行太阳物理学研究。(图片来源:视觉中国)

夸父一号|三大载荷分别有什么用途?

  夸父一号从理念提出到有效载荷研制,包含不少原始创新,综合来说共有三大国际上的首次,分别是国际上首次以“一磁两暴”作为卫星的科学目标并且配置相应的载荷组合;国际上首次在一颗近地卫星上,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近日冕传播同时进行观测;国际上首次在莱曼阿尔法谱线波段实现全日面和近日冕无缝同时成像观测。

  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,而太阳磁场远比地球磁场复杂得多。在太阳爆发时,夸父一号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。

  此外,夸父一号是观察太阳的多面手,能够看清太阳的“真面目”。其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。前者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,后者像是一个精密的“复眼”,可以精准捕捉来自太阳的X射线。

夸父一号卫星。
夸父一号总重约859公斤,将在720公里高的晨昏太阳同步轨道上运行。(图片来源:视觉中国)

  值得一提是,夸父一号一方面是为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”,依靠多个波段的探测,能够较为连续地观测、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太空灾害性天气预报提供支持。

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