10月9日上午7时43分，我国使用“金牌火箭”长征二号丁运载火箭，从酒泉卫星发射中心起飞，成功将先进天基太阳天文台（ASO-S）“夸父”一号送入预定轨道，现代“夸父”开启了它的逐日之旅。
“夸父一号”成功发射（来源：紫金山天文台）
几乎整整一年前（2021年10月14日）中国首个太阳卫星“羲和”升空，揭开了我国空间探日的序幕。那么这个以《山海经》中追日化山的“夸父”命名的卫星与“羲和”有什么异同呢？
众望所归
首先，从名称上就能一看看出两者定位上有所区别。前者，“羲和”号的全名是“太阳Hα光谱探测与‘双超’平台科学技术试验卫星”，简称为“太阳双超卫星”。从英文名称上看，非常简单直白，叫Chinese Hα Solar Explorer （CHASE）。显然，它是在Hα波段对太阳进行观测的。Hα读作“氢阿尔法”，是指氢原子所发出的波长为656.281纳米的光（专业地说是氢原子的一条谱线），这个波长位于可见光的红光范围内。而所谓“双超”是指卫星采用了超高指向精度+超高稳定度平台的设计，属于卫星工程上的一次实践应用。
太阳Hα光谱探测与双超平台科学技术试验卫星动画示意（来源：中国航天科技集团）
“夸父”一号的中文全名是天基太阳天文台，英文名为Advanced Space-based Solar Observatory，但是注意英文缩写是ASO-S。名字中带有“天文台”的人造卫星并不多见。国外有太阳动力学观测台（或叫太阳动力学天文台）（Solar Dynamics Observatory），钱德拉X射线天文台（Chandra X-ray Observatory）、国际γ射线天体物理实验室（International Gamma-Ray Astrophysics Laboratory）、康普顿伽马射线天文台（Compton Gamma Ray Observatory）、赫歇尔空间天文台（Herschel Space Observatory）等。理性分析，其实空间望远镜、空间天文台、空间探测器、探测卫星这些称呼并无本质区别，不过通常会认为，比起“望远镜”来说，“天文台”的功能更具综合性，探测手段更丰富。“夸父”一号能冠以“天文台”的名字，看得出，它是被寄予厚望的。
太阳耀斑（来源：NASA/SDO）
第二，对照一下科学目标。“羲和”的主要目标是对太阳的光球层和色球层进行连续谱成像和光谱扫描成像；而“夸父”一号的主要目标是太阳磁场、太阳耀斑活动和日冕物质抛射，由于后两者是太阳大气最狂暴的现象之一，因此我们可以简单概括为“一磁两暴”。这也是国际上第一颗在地球家门口（近地轨道）同时观测这三个目标的卫星。可以说，“羲和”与“夸父”一号在观测的目标和内容上能够形成非常好的互补，共同组成了一支太阳“双子星舰队”。
一磁两暴
那么为什么是“一磁两暴”呢？一方面，如前文所述，太阳耀斑和日冕物质抛射（CME）是太阳大气中最剧烈的两种爆发现象。我们通常说的“太阳风暴”就是太阳高能粒子流，而这些高能粒子就是由耀斑及CME驱动的，也就是说，是“两暴”推动形成了太阳风暴。太阳风暴可能对人类活动产生严重影响，它会造成灾害性空间天气，扰动电离层造成通信中断，也会令人造卫星失效，也可能危及空间站内航天员的生命健康。所以，对太阳耀斑和日冕物质抛射进行不间断的观测和研究实在是太重要了。
“夸父”一号的科学目标（来源：紫金山天文台）
如果再深究内在原因，现在普遍认为，太阳表面的剧烈活动都与一种神秘的“东西”有关——磁场。太阳的磁场从何而来目前仍是未解之谜。但有一点是知道的，太阳的磁场“乱得很”。因为太阳是由高温等离子体组成的天体，并且还在不停地自转，于是，等离子体在运动上表现出与气体类似的特征，在太阳的不同位置上呈现不同的转速。例如两极地区自转慢一些（约31天），赤道附近快一些（约25天），这就是较差自转。不仅如此，太阳表面以下几万公里的地方旋转速度明显比表面快，而有研究认为再往下转速又会减慢。这些旋转速度的差异就会将太阳表面原本宁静的磁场打破，形成局部的强磁场，就好像宁静的湖面开过一条小船，小船后会在湖面形成局部漩涡。
太阳表面磁场
通常，太阳的普遍磁场强度在1~2高斯（0.0001-0.0002特斯拉）（地球磁场强度为0.4~0.6高斯）。而太阳大气活动中，日珥的磁场为10-100高斯（0.001-0.01特斯拉），太阳黑子的磁场往往会达到1000~3000高斯（0.1~0.3特斯拉）！太阳黑子的磁场比它暗黑的表象更令人望而生畏。强大的磁场如同压弹簧一般积蓄着巨大的能量，压到一定程度弹簧就会产生强劲的反弹，磁力线绷断，巨大能量倾泻而出，形成耀斑和日冕物质抛射，能量释放后断裂的磁力线又会自行修复。磁场—黑子—日珥—日冕物质抛射—太阳风暴……磁场就是那幕后最大的BOSS？所以擒贼先擒王，“夸父”一号将直接瞄准太阳磁场。
尖端配置
既然是一座“天文台”，观测设备当然也一定不止一件。既然目标是“一磁两暴”，必须要有特殊的装备。“夸父”一号主要的观测设备有三台：全日面矢量磁像仪（FMG）、硬X射线成像仪（HXI）、莱曼阿尔法太阳望远镜（LST）。
“夸父”一号的载荷（来源：紫金山天文台）
全日面矢量磁像仪是我国第一台空间太阳磁场测量设备，专门用来绘制太阳磁场。与国际同类载荷相比，它具有更高的磁场测量灵敏度（纵向5G，横向150G）、空间分辨率（≤1.5″）和时间分辨率（常规模式30s，爆发模式8s），可实现全日面光球矢量磁场的持续观测。
全日面矢量磁像仪的主要指标（来源：NSSC）
硬X射线成像仪的主要科学目标是在硬X射线波段（约30keV-200keV能量段）对太阳耀斑进行能谱和成像观测，由准直器、量能器和电控箱组成，相当于相机中的镜头、CCD和控制系统。HXI 的视场不小于40角分，能成全日面像，时间分辨率优于0.5秒，空间分辨率优于6角秒。HXI 对研究耀斑的形成和演化机制具有重要意义。
硬X射线成像仪（来源：NSSC）
莱曼阿尔法太阳望远镜的主要科学任务是观测日冕物质抛射、耀斑以及暗条等剧烈的太阳大气爆发活动，并为空间天气预报提供内日冕的观测数据支持。莱曼阿尔法线（Lyα）是来自氢原子的紫外线辐射，是日面和日冕上观测到的最强的紫外谱线。LST包括全日面莱曼阿尔法成像仪、莱曼阿尔法和可见光日冕仪、全8面白光太阳望远镜三台观测仪器和两个导星镜，能够在莱曼阿尔法波段（121.6±7.5nm）和白光波段（700±20nm）对太阳从日面中心到1.2个太阳半径的全日面和1.1 – 2.5个太阳半径的内日冕进行成像观测。“夸父”一号也将实现国际上首次在莱曼阿尔法谱线波段实现全日面和近日冕无缝同时成像观测。
氢原子莱曼阿尔法谱线形成原理（来源：网络）
莱曼阿尔法太阳望远镜（来源：NSSC）
看得出来，这些科学载荷目标针对性极强，在可见光波段、紫外波段、X射线波段都有涉及。在距离地球720公里高度运行的“夸父”一号只要99分钟就能绕地球一圈，这也使得它能避免地球大气干扰，又能在远距离观察整个太阳活动情况，给空间天气预报提供依据。位于地球附近也便于及时传输观测数据。据悉，“夸父”一号上的三台科学载荷每天可以产生约500GB的数据。在2021年10月至2022年10月接连发射两个太阳空间望远镜具有非常重要的意义。因为太阳最典型的活动周期是11年，2021年到2022年正好是第25个太阳活动周期的开端，从去年底到今年上半年，太阳活动越来越频繁，太阳黑子越来越多。预计本轮活动周期的峰值可能在2024年到2026年之间。设计寿命4年的“夸父”一号正好能赶上这个峰值，这对我们掌握太阳活动规律，研究太阳活动内在物理机制十分有利。
夸父追日神话（来源：网络）
参考资料：
[1] 现代“夸父”今逐日，首次瞄准“一磁两暴”为太阳清晰成像
(http://wenhui.whb.cn/zhuzhanapp/kjwz/20221009/489500.html?timestamp=1665280727092)
[2] 我国成功发射综合性太阳探测卫星“夸父一号”，专家解读“探日”任务
(https://mp.weixin.qq.com/s/OOy1OmCQnvl22vf5CyZ8yQ)
[3] China’s first solar observatory aims to solve mysteries of the Sun’s eruptions
(https://www.nature.com/articles/d41586-022-03180-y?utm_source=Nature+Briefing&utm_campaign=ef8b909932-briefing-dy-20221007&utm_medium=email&utm_term=0_c9dfd39373-ef8b909932-46213594)
[4] 漫画：当代“夸父”逐日
(https://mp.weixin.qq.com/s/M2f_HeNgY70vGuPHqovAyg)