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出品：科普中國

作者：王錚

監製：中國科普博覽

2022年10月9日7時43分，我國在酒泉衛星發射中心采用長征二號丁型運載火箭，成功將“誇父一號”發射升空，且衛星順利進入預定軌道。

“誇父一號”發射景象

（圖片來源：新華社）

用了誇父這樣的名字，朋友們(men) 很容易就能想到一個(ge) 咱們(men) 的神話故事——誇父逐日。

神話中的誇父

神話中的遠古時候，有一群力大無窮的巨人，他們(men) 的首領叫做“誇父”。有一年的天氣非常熱，火辣辣的太陽直射在大地上，烤死莊稼，曬焦樹木，河流幹枯。酷熱讓人難以忍受，誇父族的人紛紛死去。看著痛苦不堪的族人，誇父決(jue) 心捉住太陽，讓大家的生活回歸正軌。

誇父追逐太陽，一路追趕到太陽落下的地方。跑了這麽(me) 久又累又被太陽烤，他感到口渴想要喝水，喝幹了黃河、渭河的水，但這兩(liang) 條河的水還不夠他止渴，於(yu) 是他又出發去喝北方的大湖水，但誇父還沒有到達大湖，就在半路渴死了。他死後，手中的手杖遺棄下來，化作了桃林，這片桃林終年茂盛，為(wei) 往來的過客遮蔭，結出的鮮桃，為(wei) 勤勞的人們(men) 解渴。

這段故事的原文是《山海經·海外北經》：“誇父與(yu) 日逐走，入日。渴欲得飲，飲於(yu) 河渭，河渭不足，北飲大澤。未至，道渴而死。棄其杖，化為(wei) 鄧林。”

人教版小學語文課文配圖的誇父逐日

（圖片來源：教材掃描）

神話小故事中定義(yi) 了“誇父”是追逐太陽的人，反映了古代人民探索大自然的強烈願望和頑強意誌。那麽(me) ，人類觀測、探索太陽的航天器，采用這個(ge) 名字，是很有文化內(nei) 涵的。

現實中的“誇父”——先進天基太陽天文台（ASO-S）

本文的主題——誇父一號衛星，筆者所在的單位正是牽頭單位。

這顆衛星的科學名稱叫做先進天基太陽天文台（Advanced Space-based Solar Observatory，簡稱ASO-S），早在2011年就已經由我國科學家自主提出，在中國科學院空間科學先導專(zhuan) 項的支持下，ASO-S先後經曆了預先研究、背景型號研究和綜合論證，2017年底獲得中國科學院批複正式工程立項，並最終研製發射。我們(men) 耳熟能詳的“悟空”、“墨子號”、“慧眼”、“實踐十號”、“太極一號”、“懷柔一號”這些衛星，都是該先導專(zhuan) 項支持研發的。

“誇父”這個(ge) 名字其實早就被用於(yu) 中國的太陽觀測計劃——北京大學塗傳(chuan) 詒院士在2003年提出的“誇父計劃”（Kuafu Mission），可惜計劃最終未能實施。誇父計劃曾經計劃在每11年為(wei) 周期的太陽活動峰值年份（2012-2014年）發射並探測太陽的活動，而ASO-S衛星也有此意，瞄準的是咱們(men) 現在正在經曆的太陽活動第25周的峰年，並實現我國綜合性太陽衛星探測零的突破。

突破的是什麽(me) 呢？ASO-S是一顆科學衛星，它的科學目標可以簡稱為(wei) “一磁兩(liang) 暴”——“一磁”就是太陽磁場，太陽和地球一樣有磁場，甚至比地球的磁場更強，太陽上的日珥、黑子等等都與(yu) 它的磁場有關(guan) ；“兩(liang) 暴”則是指太陽上兩(liang) 類最劇烈的爆發現象，分別是太陽耀斑和日冕物質拋射，耀斑是太陽上耀眼的光斑，而“日冕物質拋射”指的是太陽爆發時把自己外層名為(wei) “日冕”的圈層中的物質大量噴出到太空當中。ASO-S對太陽的研究是多方麵一體(ti) 的，即觀測和研究太陽磁場、太陽耀斑和日冕物質拋射的起源及三者之間可能存在的因果關(guan) 係。

171Å（17.1nm）輻射成像下的太陽，能看到耀斑和日冕物質拋射

（圖片來源：美國太陽動力學天文台SDO）

對於(yu) ASO-S的名字，在2022年7月，衛星工程部門就向全國征名，共搜集到25000多份提名，其中三分之一都建議命名為(wei) “誇父”，最後選擇使用“誇父一號”作為(wei) 衛星的名稱。也許可以說，從(cong) 前未能實施的誇父計劃，在這個(ge) 新的太陽觀測係列衛星身上，得到了新生。

這顆衛星如何探測太陽呢？

我們(men) 知道了“誇父一號”衛星正在幫助人類更好的認識太陽，通過的是對太陽磁場、太陽耀斑和日冕物質拋射這三者的觀測和研究，但是它隻是一顆地球周圍的衛星，要怎麽(me) 探測太陽上的這些事物呢？

首先“誇父一號”衛星采用的是高度720千米左右、周期約99分鍾的太陽同步晨昏軌道。所謂的太陽同步，是因為(wei) 衛星飛行時受到非均勻的地球引力，軌道平麵會(hui) 緩緩轉動，從(cong) 宇宙中看，它一方麵圍繞地球飛行且跟隨者地球繞太陽公轉，另一方麵軌道平麵也圍繞太陽轉動，保持這個(ge) 麵一直朝向太陽。

我們(men) 聽說過月亮永遠隻有正麵麵向地球、永遠也看不見背麵，衛星的太陽同步軌道麵也是如此，如同鏡麵的正反麵，隻有一麵一直朝向太陽。“誇父一號”衛星采取的軌道平麵更是沿著地球晨昏線的，這使得它幾乎一年到頭都可以曬到太陽——隻有在每年的5月中旬到8月共約2.5個(ge) 月的時間存在陰影，每天最長陰影時間18分鍾。因此，它幾乎一直可以觀測太陽。

那麽(me) 它觀測什麽(me) 呢？那就要說到它的載荷。“誇父一號”衛星搭載了全日麵矢量磁像儀(yi) （磁象儀(yi) ）、萊曼阿爾法太陽望遠鏡和太陽硬X射線成像儀(yi) 。

磁場是一種看不見、摸不著的物質，但實際上經過“偏振”的太陽光，在沒有磁場的區域就得到兩(liang) 個(ge) 亮度相同的單色像，而在有磁場的區域就得到兩(liang) 個(ge) 亮度不同的像，磁場愈強，兩(liang) 個(ge) 像的亮度差愈大。因此，“誇父一號”衛星的全日麵矢量磁像儀(yi) 由成像光學係統、偏振光學係統、數據采集與(yu) 處理係統三大功能塊組成，在常規觀測模式下，單磁場分量觀測由128×2幀圖像完成，一組矢量磁圖用時2分鍾，通過這種方式獲得太陽磁場的信息。

中科院國家天文台懷柔太陽觀測基地觀測的一個(ge) 區域的太陽矢量磁圖

白色和黑色代表磁場正負，藍色和紅色箭頭分別為(wei) 正負極性處的橫向磁場

（圖片來源：先進天基太陽天文台官網）

“萊曼阿爾法”(Lyα)是一種輻射的波段，太陽萊曼阿爾法發射線是太陽紫外光譜中最強的一條發射線。早期研究表明，太陽耀斑發生期間，該譜線表現出明顯的輻射增強，後來科學家發現它能很好的表征太陽外層的色球層、日冕等的特征。“誇父一號”的萊曼阿爾法全日麵成像儀(yi) 在波段（121.6±4.5 nm）以4-40秒的時間間隔對太陽從(cong) 日麵中心到1.2個(ge) 太陽半徑進行成像觀測，可以幫助我們(men) 揭開太陽的神秘麵紗。

我們(men) 體(ti) 檢的時候有時會(hui) 用穿透力很強的“X光”拍照檢查身體(ti) 的內(nei) 側(ce) ，“硬X射線”是能量較高的x光，波長在0.01nm～0.1nm之間（如果波長大於(yu) 0.1nm就叫軟X射線了）。硬X射線也是太陽一種重要的輻射，太陽上的許多活動都可以用硬X射線更好地看到。因此，太陽硬X射線成像儀(yi) 對太陽的拍照，也有助於(yu) 研究太陽耀斑、日冕物質拋射等活動。

有了這三種儀(yi) 器，“誇父一號”衛星能夠從(cong) 多個(ge) 方麵探測太陽爆發，有助於(yu) 研究太陽活動的科學原理，更有助於(yu) 預報空間天氣，為(wei) 我國空間環境的安全提供保障。

頭頂的星辰大海始終是人類的向往，“誇父”逐日的故事告訴我們(men) ，在探索深空、探索自然的長路上，人類從(cong) 未止步。

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