中国科学院院士、
北京大学教授
涂传诒在京举行的第三十六届世界空间科学大会上透露,设想在2012年开始实施的“
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。该计划如果按期实施,将是世界上唯一一个系统的日地空间探测计划。
强
磁暴可以使地球卫星和地面电网短路。而且,它们对于空间旅行也造成巨大危害。
德国马普学会太阳系研究所的太阳
物理学家Rainer Schwenn说,如果1972年12月的“阿波罗17”探月计划提前4个月发射,这些宇航员很可能会被那时一系列来自强
耀斑和CMEs(
日冕物质抛射事件)的能量粒子的“枪林弹雨”杀死。未来到
月球或者
火星上的宇航员,同样面临这样的危险。
“
夸父计划”就是一项进行太阳风暴、地球极光和空间天气环境探测的计划。中国古代有神话故事“夸父逐日”,讲的是神人夸父不惜生命追赶太阳。该计划的名称正是由此而来。
中国科学院院士、
北京大学教授
涂传诒是“
夸父计划”思想的原创者。
国际宇航科学院院士、
中国空间科学学会理事长、
北大地球与空间科学学院肖佐教授也是“
夸父计划”的重要参与者与组织者。
雷暴超晶胞是否正在酝酿一个龙卷风,或者海洋暖流是否正在蕴育一个飓风,这些都可以从底层大气的扰动有规律地预测出来。然而相对于地球
大气层内的天气来说,地球
大气层之外的空间天气并非如此。众所周知,太阳爆发活动将使高能量和带电粒子输运到地球高层大气,从而激发地
磁暴,但地球却很难察觉这些具有破坏性又不引人注目的事件。最强烈的太阳爆发发生在太阳11年活动周期的极大年。在
太阳活动极大年,有强烈的
耀斑和被称为CMEs的带电粒子大爆发。
“夸父A”卫星的任务是飞行到日地连线的L1点上,全天候监测太阳爆发事件的发生和太阳扰动在日地空间中的传播过程。L1点距地球150万公里,卫星在此处可以在相对固定的平面上飞行,该点具有观测
太阳活动的天然优势,因此“夸父A”选择L1点附近作为目标飞行位置。而“夸父B”两颗卫星将沿地球极轨共轭飞行,任务是实现一天24小时、一周7天连续观测北极光的分布,用来监测
太阳活动导致的地球附近空间环境的整体变化。
“
夸父计划”前期项目进展顺利,科学家们已经着手研究“夸父计划”相关的有效载荷、航天器平台初始设计以及发射、跟踪、控制和资料传输等方面的问题。但是肖佐也坦言,要实施“
夸父计划”,中国仍面临许多技术上的挑战。
技术难点之一,是“夸父A”卫星位于距离地球150万公里的L1点上,只有
美国航空航天局和
欧洲空间局有为数不多的航天器到达过L1点,而中国从未把卫星发射到那么远的位置。即使是“夸父B”两颗卫星,其近地点高度也有5万公里。中国发射“夸父”卫星,选择哪种运载工具、何种发射方式,都还处于研究论证中。
另外,地面人员还要对卫星进行姿态调整,接收遥远的微弱信号,即对“夸父A”卫星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有效测控和数据传输通信,是“夸父A”卫星实现的又一关键环节。