《山海經(jīng)·海外北經(jīng)》記載了一個(gè)中國(guó)人家喻戶曉的傳說(shuō)——夸父逐日。如今，“逐日而走”不再是癡人說(shuō)夢(mèng)。自2022年10月9日發(fā)射升空以來(lái)，我國(guó)首顆綜合性太陽(yáng)探測(cè)專用衛(wèi)星“夸父一號(hào)”——先進(jìn)天基太陽(yáng)天文臺(tái)在距地面720公里的太陽(yáng)同步軌道，與日相望半年之久。這顆搭載著3臺(tái)有效載荷、共5架望遠(yuǎn)鏡的衛(wèi)星在遙遠(yuǎn)的外太空，講述著中國(guó)人的宇宙故事，為人類(lèi)太陽(yáng)物理前沿研究不斷產(chǎn)生新的數(shù)據(jù)。

從“吃現(xiàn)成飯”到“燒飯”

4月11-12日，“夸父一號(hào)”觀測(cè)數(shù)據(jù)試開(kāi)放全球發(fā)布暨數(shù)據(jù)使用培訓(xùn)會(huì)，吸引了美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)、意大利等25個(gè)國(guó)家和地區(qū)的近400位從事太陽(yáng)物理研究的專家學(xué)者參加?！翱涓敢惶?hào)”每日都能傳回500GB的原始數(shù)據(jù)，差不多能夠塞滿一臺(tái)家用電腦硬盤(pán)?？茖W(xué)團(tuán)隊(duì)成員詳細(xì)介紹了衛(wèi)星的各項(xiàng)情況，甘為群在會(huì)上宣布了衛(wèi)星測(cè)試數(shù)據(jù)試開(kāi)放的范圍。

“以前我們是‘吃現(xiàn)成飯的，用國(guó)外衛(wèi)星的公開(kāi)資料進(jìn)行研究?，F(xiàn)在，我們終于做成了衛(wèi)星，自己寫(xiě)軟件、編程序，供大家使用，變成‘燒飯的了。這才是更加正統(tǒng)的研究過(guò)程?！备蕿槿簩?duì)記者說(shuō)，過(guò)去幾十年來(lái)，中國(guó)太陽(yáng)物理學(xué)家在國(guó)際上發(fā)表論文總數(shù)已經(jīng)位列前茅，但總覺(jué)得缺了點(diǎn)什么。“我們總是直接談研究，給別人一個(gè)結(jié)果。但說(shuō)到底，這很難讓人信服。老外關(guān)心的是，這個(gè)數(shù)據(jù)是如何觀測(cè)、定標(biāo)的，以及數(shù)據(jù)的誤差大小等，而這些東西恰恰是我們所欠缺的?！?/p>

長(zhǎng)期以來(lái)，一個(gè)愿望在他的心中越來(lái)越強(qiáng)烈——當(dāng)國(guó)家發(fā)展到一定程度，必須發(fā)展自己的硬件?！翱涓敢惶?hào)”又稱“先進(jìn)天基太陽(yáng)天文臺(tái)”，是由中國(guó)太陽(yáng)物理學(xué)家自主提出的綜合性太陽(yáng)探測(cè)專用衛(wèi)星，其主要的科學(xué)目標(biāo)可以歸納為“一磁兩暴”。“一磁”即太陽(yáng)磁場(chǎng)；“兩暴”指太陽(yáng)上兩類(lèi)最劇烈的爆發(fā)現(xiàn)象——耀斑爆發(fā)和日冕物質(zhì)拋射。在研究這些現(xiàn)象的形成、演化、相互作用和彼此關(guān)聯(lián)的同時(shí)，也為空間天氣預(yù)報(bào)提供支持。

選取“一磁兩暴”作為研究對(duì)象，是甘為群抓住太陽(yáng)探測(cè)關(guān)鍵的結(jié)果。甘為群介紹：“太陽(yáng)活動(dòng)上升期，以太陽(yáng)黑子為標(biāo)志的太陽(yáng)磁場(chǎng)的演化就比較激烈，產(chǎn)生一系列的太陽(yáng)活動(dòng)，最劇烈的就是耀斑和日冕拋射物質(zhì)?！倍@些太陽(yáng)活動(dòng)是與地球和人類(lèi)的發(fā)展有著密切關(guān)系的。太陽(yáng)活動(dòng)周期為11年，第25個(gè)太陽(yáng)活動(dòng)周期已于2020年下半年開(kāi)始，將持續(xù)到2031年左右。在這一周期中，太陽(yáng)活動(dòng)預(yù)計(jì)將在2024年到2025年達(dá)到高峰。這將是全球太陽(yáng)觀測(cè)的窗口期，衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù)向全球試開(kāi)放恰逢其時(shí)。

與“一磁兩暴”相對(duì)應(yīng)，“夸父一號(hào)”有3臺(tái)載荷。全日面矢量磁像儀的測(cè)量目標(biāo)是太陽(yáng)物理學(xué)中的“第一觀測(cè)量”——太陽(yáng)磁場(chǎng)。太陽(yáng)硬X射線成像儀的主要科學(xué)目標(biāo)，是對(duì)太陽(yáng)耀斑的輻射進(jìn)行能譜和成像觀測(cè)。萊曼阿爾法太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡的主要任務(wù)是觀測(cè)日冕物質(zhì)拋射、耀斑以及暗條等劇烈的太陽(yáng)大氣爆發(fā)活動(dòng)，并為空間天氣預(yù)報(bào)提供日冕的觀測(cè)數(shù)據(jù)支持。

我們?yōu)槭裁匆^測(cè)太陽(yáng)

除了比喻人有大志向外，夸父逐日的另一層含義為“自不量力”。而甘為群認(rèn)為，探測(cè)太陽(yáng)是極為必要的。“NASA（美國(guó)航空航天局）在1958年成立之初，就有三個(gè)計(jì)劃——空間地球探測(cè)、空間太陽(yáng)觀測(cè)和空間天文觀測(cè)。從1961年到1970年代，NASA連發(fā)8顆太陽(yáng)觀測(cè)衛(wèi)星。1970年代，美國(guó)宇航員在空間站直接拍攝到日冕物質(zhì)拋射，后來(lái)人類(lèi)慢慢意識(shí)到這種現(xiàn)象的重要性?！?/p>

甘為群向記者回憶，從1960年代開(kāi)始，世界主要空間大國(guó)已經(jīng)發(fā)射與太陽(yáng)直接或間接相關(guān)的衛(wèi)星70余顆。中國(guó)雖然是航天大國(guó)，長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)幾乎完全沒(méi)有研制太陽(yáng)衛(wèi)星的經(jīng)驗(yàn)。這不僅是科學(xué)研究上的遺憾，從某種程度上，也不利于國(guó)家安全。

“太陽(yáng)爆發(fā)對(duì)我們的生活影響很大。首先是輻射增強(qiáng)，這會(huì)影響地球大氣電離層，導(dǎo)致短波通訊受到干擾。其次是太陽(yáng)高能粒子，我們生活在電子時(shí)代，很多東西的電子分布是有規(guī)律的，太陽(yáng)高能帶電粒子打過(guò)來(lái)，它們就亂套了。最明顯的就是衛(wèi)星，它們?cè)诖髿鈱油饷?，被高能粒子擊中很可能?dǎo)致失靈、失控。如果宇航員正在工作，還可能對(duì)其生命安全造成威脅。即便高能粒子到了地面上，也會(huì)影響變壓器的電荷分布，導(dǎo)致地區(qū)性大規(guī)模停電。還有日冕拋射物質(zhì)，這是一大團(tuán)拋射的高溫高速物質(zhì)，一旦向地球方向襲來(lái)，將會(huì)造成嚴(yán)重后果。”

這些并不是危言聳聽(tīng)，每一項(xiàng)都在歷史上真實(shí)發(fā)生過(guò)。1859年9月1日，英國(guó)天文愛(ài)好者卡林頓觀測(cè)到太陽(yáng)大黑子群內(nèi)突然出現(xiàn)極其明亮的白光，形成一堆明亮的月牙形狀，后來(lái)證實(shí)，這是太陽(yáng)耀斑爆發(fā)，明亮的白光是一團(tuán)帶著電荷的等離子體云。短時(shí)間內(nèi)，英國(guó)格林尼治天文臺(tái)就測(cè)量到地磁場(chǎng)強(qiáng)度的劇烈變動(dòng)。17個(gè)半小時(shí)后，各地電報(bào)局電報(bào)機(jī)的操作員報(bào)告說(shuō)，他們的機(jī)器在閃火花，甚至電線都被融化了。這就是天文學(xué)界著名的卡靈頓事件，有人估算，如果卡靈頓事件發(fā)生在對(duì)電力高度依賴的當(dāng)下，將會(huì)對(duì)供水、物流、金融等日常生活造成極為重大的影響，直接導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失可能達(dá)1萬(wàn)億到2萬(wàn)億美元。

“夸父一號(hào)”發(fā)射成功后，能夠提前40小時(shí)左右對(duì)災(zāi)害性空間天氣事件發(fā)出預(yù)警，并為中長(zhǎng)期空間天氣預(yù)報(bào)研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。即便沒(méi)有這些災(zāi)害，太陽(yáng)探測(cè)也是人類(lèi)必須完成的使命?！盀槭裁匆獜?qiáng)調(diào)基礎(chǔ)研究？因?yàn)樗驮谶@個(gè)地方，我們應(yīng)該看到人類(lèi)本身就生存在這個(gè)系統(tǒng)中，就應(yīng)該了解這些。往往不知不覺(jué)間，這些研究就自然而然地和人類(lèi)發(fā)生關(guān)系了。太陽(yáng)就是一個(gè)天然的物理實(shí)驗(yàn)室?！备蕿槿赫f(shuō)。

“一條路走到黑”的盡頭就是光明

1994年，空間天文探測(cè)儀器計(jì)劃取得積極進(jìn)展，正式立項(xiàng)。在后來(lái)的7年時(shí)間里，紫金山天文臺(tái)與中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所共完成了3臺(tái)高能輻射探測(cè)器的研制。2001年1月10日，探測(cè)器隨神舟二號(hào)飛船順利入軌。在軌運(yùn)行165天期間，探測(cè)器除了觀測(cè)到宇宙伽馬射線暴，還觀測(cè)到數(shù)十個(gè)太陽(yáng)伽馬射線耀斑和逾百個(gè)太陽(yáng)硬X射線耀斑。這是中國(guó)太陽(yáng)物理學(xué)領(lǐng)域零的突破。

2006年，中國(guó)科學(xué)院提出空間科學(xué)規(guī)劃，甘為群負(fù)責(zé)空間天文和太陽(yáng)物理領(lǐng)域。2011年，他胸有成竹地提出中國(guó)第一顆綜合性太陽(yáng)探測(cè)衛(wèi)星——“先進(jìn)天基太陽(yáng)天文臺(tái)”的概念，并于同年獲得中國(guó)科學(xué)院空間科學(xué)戰(zhàn)略性先導(dǎo)專項(xiàng)計(jì)劃的支持，列入預(yù)先研究項(xiàng)目。

一個(gè)空間項(xiàng)目要想走到最后，必須經(jīng)歷三個(gè)階段——預(yù)先研究、背景型號(hào)、衛(wèi)星工程立項(xiàng)與實(shí)施。而在這些階段，甘為群又經(jīng)歷了意見(jiàn)分歧、經(jīng)費(fèi)緊張等一系列困難。他都咬著牙，一一克服了。

讓他永遠(yuǎn)難忘的是2022年10月9日這一天。清晨7點(diǎn)43分，迎著剛剛升起的太陽(yáng)，長(zhǎng)征二號(hào)丁運(yùn)載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功將“夸父一號(hào)”衛(wèi)星發(fā)射升空，衛(wèi)星進(jìn)入預(yù)定軌道，發(fā)射任務(wù)獲得成功?！澳翘?，大家在微信群里紛紛祝賀我。而我腦海中突然跳出‘一條路走到黑這句話。”那些天，他在酒泉現(xiàn)場(chǎng)看到很多科技工作者同他一道沒(méi)日沒(méi)夜地緊張奮戰(zhàn)在一線，突然明白了一些事情。原來(lái)在“逐日之旅”上，他并不孤獨(dú)。中華民族永遠(yuǎn)都不會(huì)失去夸父逐日的精神，但再也不必重復(fù)那遙不可及的命運(yùn)了?！爸灰较蛘_，‘一條路走到黑的盡頭，一定是光明！”

（摘自《環(huán)球人物》楊學(xué)義）