“夸父一号”太空逐日
2023-05-30
2022年10月9日,我国在酒泉卫星发射中心成功将一颗名为“夸父一号”的太阳探测专用卫星发射升空。从此,“夸父逐日”这个词在中国人的心目中不再仅仅是一段虚构的神话故事,还代表“夸父一号”的真实探日之旅!
“夸父一号”档案
学名:先进天基太阳天文台
重量:859千克
入轨后尺寸:2105毫米×9184毫米×2456毫米
設计寿命:4年以上
运载火箭:“长征二号丁”火箭
探测目标:太阳“一磁两暴”(一磁指太阳磁场,两暴指太阳耀斑和日冕物质抛射)
主要载荷:全日面矢量磁像仪、太阳硬 X 射线成像仪、莱曼阿尔法太阳望远镜
应用目标:空间天气预报
出发时间有讲究
太阳活动每11年为一个周期,2024年到2025年太阳将会迎来下一个活动高峰。“夸父一号”在2022年10月开启逐日之旅,正好可以记录下太阳活动由少变多,直至达到高峰的过程,捕捉到太阳更多的剧烈爆发现象。
轨道高度有门道
“夸父一号”的运行轨道是距地球720千米的太阳晨昏同步轨道。在这里,卫星全年仅有不到3个月的时间每天会受地球阴影的短暂影响,其余时间均为全日照,可不间断地“紧盯”太阳。
“夸父一号”为何逐日?
太阳为地球提供着光和热,地球上几乎一切生命活动都与太阳息息相关。不过,这颗大火球是个“暴脾气”,它的磁场非常不稳定,经常会把物质抛出太阳表面,形成黑子、耀斑、日冕物质抛射等现象。这些现象可能会导致航天器出现故障,对航天员的安全造成威胁,还可能导致地球上的电网出现故障、通信中断、卫星导航失灵,使信鸽等靠磁场导航的鸟类迷路。
“夸父一号”能连续地观测、追踪太阳爆发的全过程,揭示太阳磁场、太阳耀斑和日冕物质抛射之间的关系,它还可以作为一名太空天气预报员,对影响人类航天、卫星导航等高科技活动的灾害性空间天气发出预警。
“夸父一号”的超强装备
莱曼阿尔法太阳望远镜
主要完成对日冕物质抛射、耀斑等激烈的太阳大气爆发活动的探测。
全日面矢量磁像仪
负责追踪太阳的磁场,其获得的数据可以帮助我们深入地研究耀斑爆发和日冕物质抛射。
硬x射线成像仪
主要对太阳耀斑的硬X射线辐射进行能谱和成像观测,是目前已知的唯一一个能在太阳活动第25周峰年(预计是2024年~2025年)提供地球视角观测的太阳高能成像仪器。
为何要上太空观测太阳?
其实,人们在地球上也搭建了大量的对日观测设备,但受地球自转日夜交替的影响,在地面上无法实现对太阳的连续观测,而且地球大气也会对观测产生一定影响。更重要的是,地面上并不具备从紫外波段进行太阳耀斑观测的条件,只有到太空中去观测,我们才能看清太阳的“真面目”。
空间天气预报
空间天气预报的日常内容主要包含太阳耀斑与质子事件概率、地磁暴概率和电离层闪烁活动强度等。除了这些常规的预报之外,中国气象局国家空间天气预报台还推出专门的面向广大信鸽用户的“信鸽飞行指数”预报,以及为极光爱好者准备的“极光预报”。
太空追日者联盟
目前,国际上已有几十颗专门或相关的太阳探测卫星,组成了一个太空追日者同盟。其中,比较著名的是“帕克号”太阳探测器,以及在2021年发射的中国首颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”。
“帕克号”
“帕克号”是飞到太阳附近进行观测的探测器,它无法看到太阳的全貌,但可以局部探测太阳大气中的粒子、磁场和太阳风等。
“羲和号”
“羲和号”是一颗科学试验卫星,其主要目标是验证卫星所搭载的“双超”平台技术。“羲和号”搭载的望远镜和“夸父一号”搭载的望远镜探测的波段不同,所以两者探测的结果也不同。不同波段的探测结果相结合,可以打出一套漂亮的中国探日组合拳,让我们对太阳的认知更加精准。