“夸父逐日”

沈海军

太阳大气层里一切活动现象统称太阳活动，具体包括太阳风、黑子、光斑、耀斑、日珥等。这些活动现象均由太阳大气中的电磁过程引起，时烈时弱，处于活动剧烈期的太阳经常会辐射出大量的紫外线、X射线、粒子流和强射电波等，不仅扰乱地球大气，影响地面无线通信，还扰动地球磁场，产生“磁暴”現象，使罗盘不能正确指示方向，甚至会引发地震、水灾、旱灾等自然灾害，因此，对太阳进行探测，掌握它的活动规律与特性，不管是对太阳科研发展本身。还是对人类的日常生产和生活都具有重大的现实意义。

人类的探日方式

太阳的高温、强辐射等特点。给人们的探日带来极大困难。由于很难靠近它，故探测太阳通常采用以下两种方式：一种是发射太阳探测器飞入太空，运行于日心轨道或日。地拉格朗日点之一，对太阳进行探测：另一种是发射太阳探测器飞行于环绕地球的地心轨道，对太阳进行探测。自美国于1960年发射人类第1颗太阳探测器以来，全球共有近20颗太阳探测器曾进入日心轨道探测太阳，且大多数太阳探测器为美国航空航天局研制。

这里有必要说明两个专业术语：日-地拉格朗日点和晕轨道。

日-地拉格朗日点是指探测器受太阳、地球两大天体引力作用，能保持相对静止的点。如图1所示，日-地拉格朗日点共有5个。点L1和L2离地球较近。距离地球均约150万千米，探测器仅消耗很少的燃料便可以长期驻留，所以点L1、L2是探测器、天体望远镜探测太阳系的理想位置。晕轨道是航天器围绕日一地拉格朗日点运行的轨道的统称，日。地拉格朗日点和晕轨道均属于探测太阳系的最佳位置。

人类的探日历程

1947年到1991年期间，以美国、苏联为代表的世界各国发射了许多太阳探测器对太阳进行探测。美国主导发射的太阳探测器有轨道太阳观测台、“先驱者6号”等。

苏联及社会主义阵营国家发射的太阳探测器有“宇宙号”卫星、“质子号”卫星等。

1991年苏联解体后，俄罗斯开展的太阳探测活动开始减少。相比之下，日本和欧洲的发达国家逐渐活跃，纷纷联合美国，加入到了探日的行列，发射了“阳光”卫星、“日冕”系列卫星、太阳和日球层观测台等。

21世纪以来，美国在太阳探测方面热度不减，日本、英国、法同等发达国家也积极跟进。俄罗斯仅在2009年发射了一颗名为“日冕-光子”的太阳探测器，且探测器在轨不到一年就因供电系统故障而提前退役。世界上其他各国发射的探测器有“起源号”、太阳辐射和气候实验卫星、“日出”卫星、太阳动力学天文台、“帕克号”太阳探测器等。

我国的探日工程

1.“嫦娥二号”成为太阳系探测器

在完成既定任务后，2011年8月25日，我国的第二颗月球探测卫星——“嫦娥二号”受控准确进入口一地拉格朗日L2点的环绕轨道，在这里，“嫦娥二号”搭载的太阳风离子探测器、太阳高能粒子探测器、X射线谱仪及γ射线谱仪等有效载荷，开始探测地球远磁尾的带电粒子，并对太阳X射线爆发和新天体的产生过程中释放出来的宇宙γ射线暴等进行观测。

2.“羲和号”升空

“羲和号”的全称为“太阳Hα光谱探测与双超平台科学技术试验卫星”，是我国首颗太阳探测科学技术试验卫星。2021年10月14日，“羲和号”由“长征二号丁”运载火箭成功发射升空。主要载荷为太阳空间望远镜。

“羲和”是我国上古神话中的太阳女神，以太阳之母的形象为人们所知。“羲和号”，取义“效法羲和驭天马，志在长空牧群星”，象征中国对太阳探索的缘起与拓展。

该卫星实现了国际首次太阳Hd波段光谱成像，填补了太阳爆发源区高质量观测数据的空白，对我国空间科学探测及卫星技术发展具有重要意义，标志着我国正式进入探日时代！

2022年1月，我国首次发布，“羲和号”成功在轨获得了太阳全日面Hα谱线、Si Ⅰ谱线与FeⅠ谱线的精细结构和光谱成像，以及几十个太阳耀斑的数据。2022年11月16日，“羲和号”再获两项重要发现，即同时测量到太阳光球和色球的较差自转（指一个天体在自转时不同部位的角速度不相同的现象）及成功捕捉到一次罕见的X1级大耀斑。

3.“夸父一号”升空

如果说“羲和号”是我国探日工程的“探路者”，2022年10月9日发射的“夸父一号”卫星则是观察太阳的“多面手”。“夸父一号”的中文全称为“先进天基太阳天文台”，是中国科学院空间科学先导专项中的一颗空间科学卫星，它可以从紫外线、可见光和X射线等波段对太阳进行全面观测，实现了我国天基太阳探测卫星的跨越式突破。

将“先进天基太阳天文台”命名为“夸父一号”有两层含义：一方面，“夸父”是广为人知的中国神话人物，“夸父逐日”的故事表达了中国古代先民胸怀大志、探索自然、英勇顽强的精神，展示了中华民族千百年来试图揭开太阳神秘面纱的不懈努力；另一方面，寓意着“夸父一号”将与未来中国太阳探测卫星一道。开启中国综合性太阳探测的新时代。

作为我国综合性太阳探测专用卫星，“夸父一号”实现了3个首次：国际上首次以“一磁两暴”作为科学目标，并配置相应的载荷组合；国际上首次在一颗卫星平台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及近日冕传播同时进行观测：国际上首次在莱曼阿尔法波段实现全日面和近日冕同时观测，这里所谓的“一磁”就是太阳的磁场，“两暴”就是太阳上两类最剧烈的暴发现象——耀斑和日冕物质抛射。

2022年中国发射的“羲和号”和“夸父一号”探日卫星尽管探测任务不尽相同，却是我国科学家“逐日”的最强搭档，将共同提升我国在世界太阳物理研究领域的影响力。