「夸父一號」看清太陽真面目?一文詳解中國首顆太陽探測衛星

編輯︰王子傑

  中國首顆綜合性太陽探測專用衛星,又名為「夸父一號」的先進天基太陽天文台(ASO-S),10月9日在酒泉衛星發射中心發射升空,展開對太陽的探測之旅。這顆衛星的發射有何重要意義?是否能幫助科學家進一步看清太陽「真面目」呢?

夸父一號發射升空。
10月9日,先進天基太陽天文台衛星「夸父一號」在酒泉衛星發射中心升空,隨後進入預定軌道,發射任務取得圓滿成功。(圖片來源:視覺中國)

夸父一號|「一磁兩暴」是甚麼?

  夸父一號的核心科學目標是「一磁兩暴」,即太陽磁場,以及太陽上兩類最劇烈的爆發現象:太陽耀斑和日冕物質拋射。夸父一號首席科學家、中科院紫金山天文台研究員甘為群直言,「一磁兩暴」這個名詞,就是專門為夸父一號而創造出來。

  甘為群表示,夸父一號將利用太陽活動第25周峰年(預期是在2024年到2026年之間)的契機,研究「一磁兩暴」之間的關係,即磁場與耀斑的關係、磁場與日冕物質拋射的關係、日冕物質拋射與耀斑的關係,研究它們的形成、演化、相互作用和可能存在的因果關聯。

  總重約859公斤的夸父一號,將在720公里高的晨昏太陽同步軌道上運行,所搭載的三大載荷全日面矢量磁像儀(FMG)、萊曼阿爾法太陽望遠鏡(LST)和硬X射線成像儀(HXI),每天可以提供多達500GB科學數據,以便科學家進行太陽物理學研究。

夸父一號衛星。
夸父一號的核心科學目標是「一磁兩暴」,所搭載的三大載荷,每天可以提供多達500GB科學數據,以便科學家進行太陽物理學研究。(圖片來源:視覺中國)

夸父一號|三大載荷分別有甚麼用途?

  夸父一號從理念提出到有效載荷研製,包含不少原始創新,綜合來說共有三大國際上的首次,分別是國際上首次以「一磁兩暴」作為衛星的科學目標並且配置相應的載荷組合;國際上首次在一顆近地衛星上,對全日面矢量磁場、太陽耀斑非熱輻射成像、日冕物質拋射的日面形成和近日冕傳播同時進行觀測;國際上首次在萊曼阿爾法譜線波段實現全日面和近日冕無縫同時成像觀測。

  磁場被稱為太陽物理中的「第一觀測量」,大部分的太陽活動直接受太陽磁場的支配,而太陽磁場遠比地球磁場複雜得多。在太陽爆發時,夸父一號的全日面矢量磁像儀,每18分鐘就可以對全日面磁場進行一次高精度成像,有助於完整、準確地記錄下太陽磁場的變化,進而偵察、破解太陽能量釋放的一系列奧秘。

  此外,夸父一號是觀察太陽的多面手,能夠看清太陽的「真面目」。其搭載的萊曼阿爾法太陽望遠鏡和太陽硬X射線成像儀,可以從紫外線、可見光和X射線波段觀測太陽。前者可以同時觀測全日面和2.5個太陽半徑內的近日冕處萊曼阿爾法光,後者像是一個精密的「複眼」,可以精準捕捉來自太陽的X射線。

夸父一號衛星。
夸父一號總重約859公斤,將在720公里高的晨昏太陽同步軌道上運行。(圖片來源:視覺中國)

  值得一提是,夸父一號一方面是為更深入地研究太陽的核心物理現象,也是為了給人類當好「預警員」,依靠多個波段的探測,能夠較為連續地觀測、追蹤太陽爆發的全過程,為影響人類航天、導航等高科技活動的太空災害性天氣預報提供支持。

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