夸父计划

夸父计划是一个中国的航天项目，旨在建立由三颗卫星组成的空间天气预报系统，用来监测太阳，计划又称为“空间风暴、极光和空间天气”探测计划。该项目以中国神话中追逐太阳而死的巨人夸父名字命名。由于2012年将是一个太阳活动高峰年，2012年至2014年太阳活动将会很强烈，因此夸父计划的三颗卫星原定是在2012年内发射，但是由于国际合作同伴的退出，该项目曾被无限期推迟，被认为面临搁浅。最后直到2022年10月9日，中国使用长征二号丁火箭发射了原定计划的第一个卫星“夸父一号”先进天基太阳天文台，项目重启。

任务计划

夸父计划卫星初期飞行时间将为2至3年，计划共发射三颗探测器（A、B1、B2）。其中，A探测器“夸父A”将固定在离地球150万公里的拉格朗日点（也称L1点，即地球与太阳之间的引力平衡点），用以全天候监测太阳活动的发生及其伴生现象，“夸父B1”和“夸父B2”探测器将组成综合观测系统，在地球极轨大椭圆轨道上飞行，用以监测太阳活动导致的地球近地空间环境的变化，以及地球极光分布等。

科学价值

夸父计划将帮助科学家深入研究日地环境，为灾害性空间环境预报提供观测数据。同时，它将揭示日地空间风暴机理，监测行星际扰动传播。届时，空间天气的预警预报水平将大幅提高，并推动中国航天深空探测技术的发展。

于2022年10月发射的首颗卫星"夸父一号”先进天基太阳天文台卫星，配了三个有效载荷：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，它们分别观测太阳磁场、日冕物质抛射和太阳耀斑。将利用太阳活动第25周峰年的契机，探测太阳“一磁两暴”，为影响人类航天、通讯、导航等高科技活动的空间灾害性天气预报提供支持。2022年11月，夸父一号首次发布科学图像。

技术挑战

有专家指出，实施夸父计划，中国仍面临许多技术挑战。例如，夸父A要被准确发射到太阳与地球连线引力平衡点上，距地球150万公里。目前，只有NASA和ESA为数不多的航天器，如SOHO、ACE、ISEE等飞行器到达过L1点，中国从未把卫星发射到那么远的位置。此外，夸父卫星的对地距离比嫦娥一号卫星远了4倍，地面人员要对卫星进行姿态调整，接受遥远的微弱信号。

夸父A卫星选择哪种运载工具、转移轨道才能到达距地球约150万公里的L1点；选择何种方式保持卫星轨道在L1点上；夸父A卫星如何实施远距离测控和通信；L1点通信距离上属于深空范畴，如何在深空条件下实施对卫星的测控和数据传输通信，这些都是夸父A卫星实现的关键环节之一，也是夸父A工程要解决的首要问题。

夸父B卫星飞行任务目标是实现一天24小时、一周7天连续观测北极光的分布，为了实现这个目标，夸父B有两颗同样的卫星组成：夸父B1和夸父B2。这两颗卫星的轨道要位于同一极轨上，呈共轭飞行状态，远地点高度6个地球半径，近地点0.8个地球半径。选择什么运载工具和发射方式是夸父B卫星工程要解决的关键技术。

除此之外，整个夸父计划都采用成像技术，它所使用的一些特殊成像仪器都要作技术攻关，如中性原子成像仪、太阳白光日冕仪。由于地球的外层空间有一些中性的氧原子，需要用现在的成像技术把其速度分布形成为图形，以确定在太阳有扰动时，外层空间到底是如何响应的，但是由于中性原子本身通过交换原子以后可以成像，所以这里涉及一些新的成像技术方面的难点。

计划时序

据了解，德国、法国、比利时、奥地利、加拿大等国10多位著名空间科学家也将参与这项由中国人发起的太阳探索计划，但由于国际合作的参与国家和地区机构如加拿大和欧盟的欧空局财政状况不佳纷纷取消研究计划，使得“夸父计划”被无限期推迟，直到2022年10月9日，中国使用长征二号丁火箭发射了“夸父一号”先进天基太阳天文台卫星，项目重启。

科学意义

夸父卫星将在很高的精度上追踪太阳爆发和地磁暴活动；如果“夸父计划”顺利实施，它将有许多项首创技术，并将使中国在深空探测方面跨入国际领先行列。

参见

• 太阳系探测器列表
• 先进天基太阳天文台