“夸父一號(hào)”首批太陽(yáng)觀測(cè)科學(xué)圖像發(fā)布，實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)國(guó)內(nèi)外首次
2022年12月13日上午，我國(guó)綜合性太陽(yáng)探測(cè)衛(wèi)星“夸父一號(hào)”衛(wèi)星首批科學(xué)圖像新聞發(fā)布會(huì)在位于北京懷柔科學(xué)城的中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心召開(kāi)。本次發(fā)布對(duì)外公布了“夸父一號(hào)”自2022年10月9日成功發(fā)射以來(lái)，3臺(tái)有效載荷在軌運(yùn)行2個(gè)月期間，獲取的若干對(duì)太陽(yáng)的科學(xué)觀測(cè)圖像，實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)國(guó)內(nèi)外首次，在軌驗(yàn)證了“夸父一號(hào)”三臺(tái)有效載荷的觀測(cè)能力和先進(jìn)性。
截至目前，“夸父一號(hào)”三臺(tái)有效載荷——全日面矢量磁像儀（FMG）、太陽(yáng)硬X射線成像儀（HXI）和萊曼阿爾法太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡（LST）狀態(tài)正常，衛(wèi)星平臺(tái)和各載荷功能性能滿足設(shè)計(jì)要求，建立了高精度穩(wěn)定姿態(tài)指向、穩(wěn)定工作溫度環(huán)境、可靠星地測(cè)控和數(shù)據(jù)傳輸鏈路，并獲取穩(wěn)定能源，有力保障了衛(wèi)星在軌開(kāi)展工作。
在軌2個(gè)月期間，“夸父一號(hào)”按照既定計(jì)劃，開(kāi)展了大量對(duì)太陽(yáng)的在軌測(cè)試和觀測(cè)，其中，全日面矢量磁像儀（FMG）實(shí)現(xiàn)了我國(guó)首次在空間開(kāi)展太陽(yáng)磁場(chǎng)觀測(cè)，已獲得的太陽(yáng)局部縱向磁圖的質(zhì)量達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，為聚焦“一磁兩暴”科學(xué)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)高時(shí)間分辨、高精度的太陽(yáng)磁場(chǎng)觀測(cè)奠定了良好的基礎(chǔ)。
太陽(yáng)硬X射線成像儀（HXI）實(shí)現(xiàn)了我國(guó)首次太陽(yáng)硬X射線成像，提供了地球視角目前唯一的太陽(yáng)硬X射線圖像，圖像總體質(zhì)量達(dá)到國(guó)際一流水平，為實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)耀斑展開(kāi)非熱輻射空間分布、時(shí)間結(jié)構(gòu)、能譜特征觀測(cè)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
萊曼阿爾法太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡（LST）的3個(gè)子載荷之一，太陽(yáng)日面成像儀（SDI）國(guó)際首次在衛(wèi)星平臺(tái)上獲得了萊曼阿爾法波段全日面像，其中對(duì)日珥的演化圖像清晰完整。另一個(gè)子載荷——太陽(yáng)白光望遠(yuǎn)鏡（WST）觀測(cè)到太陽(yáng)邊緣上2個(gè)罕見(jiàn)的“白光耀斑”，萊曼阿爾法波段的觀測(cè)能力得到了驗(yàn)證。隨著子載荷——太陽(yáng)日冕儀（SCI）開(kāi)機(jī)對(duì)日冕物質(zhì)拋射開(kāi)展觀測(cè)，萊曼阿爾法太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡（LST）將在日冕物質(zhì)拋射的日面形成和近日冕傳播觀測(cè)方面發(fā)揮不可替代的作用。
“夸父一號(hào)”，太空逐日。下一階段，“夸父一號(hào)”將繼續(xù)按照既定計(jì)劃開(kāi)展并完成在軌測(cè)試，早日轉(zhuǎn)入在軌科學(xué)運(yùn)行階段。同時(shí)，“夸父一號(hào)”將充分發(fā)揮三臺(tái)有效載荷組合觀測(cè)的特色，加強(qiáng)國(guó)內(nèi)外合作和數(shù)據(jù)開(kāi)放共享工作，早日實(shí)現(xiàn) “一磁兩暴”科學(xué)目標(biāo)，為太陽(yáng)活動(dòng)第25周峰年觀測(cè)和研究做出有顯示度的中國(guó)貢獻(xiàn)。
“夸父一號(hào)”全稱(chēng)為“先進(jìn)天基太陽(yáng)天文臺(tái)”（ASO-S），是中國(guó)科學(xué)院空間科學(xué)二期先導(dǎo)專(zhuān)項(xiàng)研制發(fā)射的又一顆空間科學(xué)衛(wèi)星，于2022年10月9日在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征二號(hào)丁運(yùn)載火箭成功發(fā)射?！翱涓敢惶?hào)”衛(wèi)星的科學(xué)目標(biāo)瞄準(zhǔn)“一磁兩暴”，即同時(shí)觀測(cè)太陽(yáng)磁場(chǎng)和太陽(yáng)上兩類(lèi)最劇烈的爆發(fā)現(xiàn)象——耀斑和日冕物質(zhì)拋射，研究它們的形成、演化、相互作用和彼此關(guān)聯(lián)，同時(shí)為空間天氣預(yù)報(bào)提供支持。
“夸父一號(hào)”衛(wèi)星工程由中科院國(guó)家空間科學(xué)中心負(fù)責(zé)工程大總體和地面支撐系統(tǒng)的研制建設(shè)，中科院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院、國(guó)家天文臺(tái)、紫金山天文臺(tái)和長(zhǎng)春光機(jī)所分別負(fù)責(zé)衛(wèi)星平臺(tái)及三臺(tái)有效載荷研制，科學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)由中科院紫金山天文臺(tái)負(fù)責(zé)，測(cè)控系統(tǒng)由中國(guó)西安衛(wèi)星測(cè)控中心負(fù)責(zé)實(shí)施，運(yùn)載火箭由中國(guó)航天科技集團(tuán)有限公司第八研究院研制生產(chǎn)。
附：“夸父一號(hào)”首批科學(xué)觀測(cè)圖像
圖1展示的是全日面矢量磁像儀（FMG）在軌觀測(cè)的局部單色像和磁圖，以及與懷柔地面全日面磁場(chǎng)望遠(yuǎn)鏡對(duì)同一時(shí)間同一日面區(qū)域觀測(cè)的結(jié)果對(duì)比。圖2展示的是2022年11月6日00:50:15UT FMG觀測(cè)到的局部縱向磁圖與同一時(shí)間國(guó)際上最先進(jìn)的HMI/SDO觀測(cè)結(jié)果的對(duì)比。結(jié)果顯示，F(xiàn)MG的觀測(cè)效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于地面望遠(yuǎn)鏡；在反映局部縱向磁場(chǎng)細(xì)節(jié)上，F(xiàn)MG與國(guó)際上最先進(jìn)的HMI/SDO幾乎完全一致。
圖1. FMG在軌觀測(cè)的局部單色像和磁圖（右邊）與懷柔地面全日面磁場(chǎng)望遠(yuǎn)鏡對(duì)同一時(shí)間同一日面區(qū)域觀測(cè)的結(jié)果（左邊）對(duì)比
圖2. FMG觀測(cè)到的2022年11月6日00:50:15UT局部縱向磁圖（右邊）與同一時(shí)間美國(guó)HMI/SDO觀測(cè)結(jié)果（左邊）的對(duì)比。
圖3和圖4分別展示了太陽(yáng)硬X射線成像儀（HXI）在2022年11月11日觀測(cè)到的“雙11”系列耀斑的硬X射線成像結(jié)果與AIA/SDO同時(shí)觀測(cè)到的紫外1700埃圖像的比較、耀斑硬X射線光變及硬X射線成像與AIA/SDO的極紫外/紫外圖像的合成圖。從圖中可以清楚看到，硬X射線源的位置與紫外亮結(jié)構(gòu)的位置在高空間分辨率下完美重合，特別值得注意的是，HXI具有對(duì)復(fù)雜源的成像能力，成像的可靠性得到了充分確認(rèn)。
圖3. HXI在2022年11月11日“雙11”觀測(cè)到的一個(gè)C級(jí)耀斑硬X射線成像與AIA/SDO紫外1700圖像的比較
圖4. HXI在11月11日觀測(cè)到的“雙11”系列耀斑的光變、硬X射線成像及與AIA/SDO的極紫外/紫外圖像的合成圖
工作在萊曼阿爾法波段的萊曼阿爾法太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡（LST）的子載荷——太陽(yáng)日面成像儀（SDI），自開(kāi)機(jī)以來(lái)已觀測(cè)到多個(gè)耀斑及日珥。圖5展示了SDI/LST于11月25日觀測(cè)到的一個(gè)爆發(fā)日珥。
圖6展示的是2022年12月3日LST上的太陽(yáng)白光望遠(yuǎn)鏡（WST）觀測(cè)到的一個(gè)比較罕見(jiàn)的邊緣白光耀斑，SDI同時(shí)觀測(cè)到萊曼阿爾法輻射增亮。這些結(jié)果表明LST上的WST和SDI具備了科學(xué)觀測(cè)的能力，所得結(jié)果為隨后詳細(xì)研究日珥萊曼阿爾法波段演化及多波段診斷白光耀斑特征提供了寶貴的資料。
圖5: SDI/LST在2022年11月25日觀測(cè)到的爆發(fā)日珥
圖6. WST/LST在11月7日觀測(cè)到1個(gè)白光耀斑，右邊紅色等值線為連續(xù)譜增強(qiáng)位置相對(duì)黑子的位置
