《中国科学报》:最近太阳物理领域非常热,例如,美国宇航局发射了“帕克号”卫星,我国去年发射了“羲和号”卫星,今年又发射了“夸父一号”卫星。这些探日卫星的区别在哪里?
甘为群:“帕克号”卫星是美国主导的飞到太阳附近进行观测的卫星,其轨道是一个大的椭圆,最近的近日点可以达到10个太阳半径左右。这意味着它受到的太阳热非常强,不可能面对太阳进行观测,必须加上厚厚的防热罩,所以它只能探测到太阳附近粒子、磁场这些环境,不能直接看太阳。而“夸父一号”卫星是直接看太阳,用遥测遥感的手段观测太阳,对太阳进行成像。所以说它们是互补关系。“帕克号”当然是非常先进的,但二者的科学目标不一样。
我国去年10月发射的“羲和号”卫星全称为“太阳探测科学试验卫星”,于2019年6月立项,主要是从技术上验证一种超高指向精度、超高稳定度的“双超”卫星平台。“羲和号”上的望远镜不仅可以在地面工作,到太空后还有极大的优势,既可以连续对太阳进行观测,还能克服地球大气抖动等带来的一系列问题,在短时间内扫描全日面,并在扫描的波长范围里对每个光谱点进行成像。
“夸父一号”专门为观测太阳提出,2017年底立项,是完全以科学目标为牵引的空间科学卫星计划,所以“夸父一号”被称为“空间科学卫星”,在科学目标、观测对象、观测波段等方面与“羲和号”完全不同。
《中国科学报》:国际上太阳探测发展的整体情况如何?我国处于什么样的位置?
甘为群:2011年,中国科学院空间科学先导专项(一期)正式启动,我们提出了“夸父一号”卫星计划。当时,国际上已经有70多颗太阳探测专用卫星或相关领域卫星。作为太阳物理研究工作者,我们非常着急。
太阳物理在中国天文学研究中占据的体量超过1/10。2010年左右,中国在太阳物理领域发表论文的总量已经在国际上排名第二,但写论文所用的观测数据绝大部分来自国际上的太阳卫星。作为中国的太阳物理学家,能说自己是“世界领先”吗?正是在这样的背景下,我们下决心一定要发射自己的科学卫星。“夸父一号”就是要推动我国对国际太阳物理研究作出原创性的重大贡献。
“夸父一号”先后经历了预先研究、背景型号、综合立项论证等程序,最终在2017年底获得工程立项批复,又经过了5年的工程研制,克服重重困难,终于发射成功。
《中国科学报》:“夸父一号”卫星将如何实现科学目标?
甘为群:为实现“一磁两暴”的科学目标,“夸父一号”上配了3个有效载荷,即全日面矢量磁像仪、莱曼阿尔法太阳望远镜、硬X射线成像仪,分别观测太阳磁场、日冕物质抛射和太阳耀斑。每台仪器都有自己的特色。