夸父一号，先进天基太阳天文台（Advanced Space-based Solar Observatory，简称：ASO-S），是由中国太阳物理学家自主提出的综合性太阳探测专用卫星。ASO-S计划以太阳活动第25周峰作为契机，实现中国综合性太阳卫星探测零的突破。

大约46亿年前，在距离银河系中心约2.6万光年之处的螺旋臂上，一团分子云开始在自身的引力作用下坍缩，逐渐形成了太阳。太阳是人类的“母星”，地球上的一切生产生活都与太阳息息相关，但它偶尔爆发的“小脾气”也会给人类带来阻碍——太阳风暴将规模巨大的喷射的物质和能量“吹”到近地空间，可引起地球磁层、电离层、中高层大气等地球空间环境强烈扰动，从而影响人类活动。

自20世纪60年代以来，世界空间大国已经先后发射了数十颗太阳探测相关卫星进入太空。在这场太阳的探索之旅中，中国在太阳探测专用卫星方面一直缺席。

20世纪70年代，中国科学家就开始尝试制造第一颗太阳观测卫星。

太阳活动呈周期性变化，周期平均为11年，太阳黑子数量达到最多的年份，称为太阳活动峰年，是太阳活动最剧烈的时候。据科学家们预测，2024年到2025年左右，将是太阳活动的第25周峰年。“中国选择在这个时间发射‘夸父一号’，就是为了更好地了解太阳。它的设计寿命不少于4年，可以基本覆盖太阳峰年的极大期，这对中国的科学研究、实现卫星科学目标是非常有利的。”

预先研究（2011-2013）、背景型号研究（2014-2016）和综合立项论证（2016-2017），终于在2017年底获得中科院批复正式工程立项。

2011年，中国科学太阳物理界自主提出研制先进天基太阳天文台即首颗太阳空间探测卫星，以实现中国太阳卫星探测的突破。

ASO-S卫星研制先后得到中国科学院空间科学先导专项预先研究支持（2011 - 2013）、中国科学院空间科学先导专项背景型号阶段支持（2014 - 2016），期间还得到国家基金委面上基金、国家重大科研仪器专项、以及财政部天文专项的支持。ASO-S卫星已经纳入中国科学院空间科学先导专项科学卫星工程项目。

2016年4月28日，先进天基太阳天文台（ASO-S）顺利通过背景型号结题验收评审。同年11月19日，EP和ASO-S初步技术指标与使用要求通过评审。

2017年3月11日，空间科学战略性先导科技专项二期先进天基太阳天文台（ASO-S）卫星工程运载火箭择优评审会在京召开。5月9日至10日，ASO-S卫星工程卫星系统、地面支撑系统、科学应用系统方案论证报告评审会在北京召开。6月16日，ASO-S卫星工程通过立项评审。

2017年上半年ASO-S完成立项综合论证后，经历18个月的方案设计阶段、20个月的工程初样阶段和18个月的工程正样阶段，计划2022年前后发射到高度为720公里的太阳极轨，设计寿命不少于4年。

2018年7月4日，中国科学院重大任务局在中国科学院国家空间科学中心主持召开了“空间科学（二期）”战略性先导科技专项启动会暨EP、ASO-S卫星工程启动会。

2019年4月28日，ASO-S卫星通过方案阶段研制总结暨初样设计评审。

2021年3月，ASO-S完成初样研制阶段，进入正样研制与分系统集成测试阶段。10月，航天科技集团“羲和号”卫星总指挥陈建新介绍，未来中国还将发射综合性太阳探测卫星——先进天基太阳天文台。“该卫星将搭载更多空间望远镜，重点观测太阳高层大气状态，将与‘羲和号’形成观测层次和观测波段的有效互补。”

2022年7月，ASO-S卫星正式命名为“夸父一号”。8月，中国科学院微小卫星创新研究院召开“夸父一号”先进天基太阳天文台卫星出征仪式。12月13日，中国科学院国家空间科学中心公布了中国综合性太阳探测卫星“夸父一号”的首批科学图像。

2023年4月11至12日，由“夸父一号”卫星工程科学应用系统牵头单位中国科学院紫金山天文台、地面支撑系统牵头单位中国科学院国家空间科学中心和国家空间科学数据中心联合主办的“夸父一号”观测数据试开放全球发布暨数据使用培训会在线召开。来自美国、英国、德国、意大利、瑞士、奥地利、比利时、日本、俄罗斯、波兰、捷克、西班牙、印度、巴西、阿根廷、斯洛伐克、保加利亚、芬兰、乌克兰、韩国、希腊、印度尼西亚、孟加拉国和中国等 25 个国家近 400 位太阳物理专家学者报名参加了为期２天的会议。会议分中国 — 美洲场和中国 — 欧洲场先后举行。截至2023年10月9日，“夸父一号”科学卫星（先进天基太阳天文台，英文简称ASO-S）迎来一周岁生日。“夸父一号”平稳在轨运行365天来，已累计绕地飞行5294轨，提交各类观测计划超过500个，共计观测原始数据约120TB，生产高级数据产品超过100TB。

2024年1月1日，“夸父一号”卫星成功地记录了第25太阳活动周最大的耀斑。这是一个X5.0级耀斑，太阳爆发耀斑的同时还伴随日冕物质抛射，这也再次刷新了第25太阳活动周最大耀斑的记录。2月23日6时34分， “夸父一号” 拍摄到太阳爆发的第25太阳活动周迄今强度最大的耀斑：X6.3级大耀斑。

2024年4月29日，中国科学院紫金山天文台通报，中国综合性太阳探测专用卫星“夸父一号”(ASO-S)发射一年多以来，已经观测到100多例太阳白光耀斑。截至2023年底，已有120余例白光耀斑被“夸父一号”上的白光太阳望远镜(WST/ASO-S)观测到，这为探究白光耀斑的物理本质提供了样本。

“夸父一号”卫星“逐日”成效如何？专家回应

2024年1月1日至2月23日，太阳已经发生6个X级耀斑。其中，1月1日爆发了X5.0级耀斑，2月22日至23日连续爆发了3个X级耀斑。“夸父一号”较好地观测到了这些大的太阳爆发，卫星的观测能力和独特性在这些近期发生的太阳剧烈爆发的观测中得到充分展示。“夸父一号”上的硬X射线成像仪，提供了目前地球视角唯一的太阳硬X射线成像和像谱观测，其观测质量达到国际一流水平。

夸父一号卫星重量约859千克，入轨后的尺寸是2105毫米×9184毫米×2456毫米。在卫星平台上，科学家们妥善安置了三大载荷，让“夸父一号”本领高强：全日面矢量磁像仪（FMG）、莱曼阿尔法太阳望远镜（LST）和硬X射线成像仪（HXI），它们分别观测太阳磁场、日冕物质抛射和太阳耀斑。

工程总体：中国科学院国家空间科学中心为工程总体单位。

卫星系统：中国科学院微小卫星创新研究院负责卫星的抓总研制，中国科学院国家天文台负责有效载荷FMG研制，中国科学院长春精密光学机械研究所负责有效载荷LST研制，中国科学院紫金山天文台负责有效载荷HXI研制。

运载火箭系统：中国航天科技集团公司第八研究院负责运载火箭的研制工作。

地面支撑系统：中国科学院国家空间科学中心负责地面支撑系统研制和建设，其中科学数据的地面接收由中国科学院空天信息创新研究院负责。

科学应用系统：中国科学院紫金山天文台负责科学应用系统研制和建设.

首席科学家：甘为群

夸父一号卫星发射采用的长征二号丁运载火箭，是由中国航天科技集团公司所属上海航天技术研究院研制的常温液体二级液体运载火箭。该火箭于1990年2月启动研制，是在长征四号甲火箭基础上减少三子级，并进行适应性改进形成的火箭，主要用于发射近地轨道返回式卫星和太阳同步轨道，具有可靠性高和经济型好的特点。

先进天基太阳天文台的科学目标瞄准“一磁两暴”，即太阳磁场、太阳耀斑和日冕物质抛射，首次在同一颗卫星上实现太阳高能成像和大气不同层次变化的同时观测。具体目标为：

此外，先进天基太阳天文台作为一颗科学卫星，还有一个拓展的应用目标，即：探测太阳爆发，预报空间天气，为中国空间环境的安全提供保障。

ASO-S先后得到中国科学院空间科学先导专项预先研究支持（2011—2013）、中国科学院空间科学先导专项背景型号阶段支持（2014—2016），期间还得到国家基金委面上基金、国家重大科研仪器专项、以及财政部天文专项的支持。ASO-S已经纳入中国科学院空间科学先导专项科学卫星工程项目。

夸父一号（ASO-S）上配置有三个主要载荷：

全日面矢量磁像仪（Full-disc vector MagnetoGraph，简称 FMG），用于开展太阳光球矢量磁场的成像观测。全日面矢量磁像仪由成像光学系统、偏振光学系统、数据采集与处理系统三大功能块组成。其望远镜采用口径140mm的远心光路设计；探测器采用4K×4K像元、帧频16 fps的CMOS相机；偏振光学系统由经典的里奥（Lyot）型双折射滤光器和液晶型偏振分析器系统组成，滤光器工作在Fe I 532.4 nm 谱线，透过带宽（FWHM）为0.011 nm。

为了获得足够高的测量精度，拟采用“深积分”观测方式提高灵敏度，在常规观测模式下，单磁场分量观测由128×2帧图像完成，一组矢量磁图用时2分钟。在深积分模式下，纵向分量灵敏度5G，横向分量精度150G，用时约18分钟。在一个分量观测中要求图像稳定度优于0.25角秒，但由于卫星平台无法满足这一图像稳定度要求，全日面矢量磁像仪将自带稳像系统。

全日面矢量磁像仪基于双折射滤光器而成。由于斯托克斯（Stokes）参数仪不能实时成像，采用类似于Hinode/SP的观测系统对于太阳活动现象的跟踪和预报研究是非常不利的，相比较而言，全日面矢量磁像仪具有更高的观测效率和时间分辨率，更契合先进天基太阳天文台的科学需求。而相较于SDO/HMI和SOHO/MDI，全日面矢量磁像仪设备相对简化，观测模式简单，磁场测量精度更高。

硬X射线成像仪（Hard X-ray Imager, 简称 HXI），用来观测太阳耀斑非热物理过程。

硬X射线成像仪以太阳耀斑为主要观测目标，在30 – 200 keV的硬X射线以优于0.5秒的时间分辨率（最高0.125秒）对全日面进行高分辨率成像观测。HXI的视场为40角分，能量分辨率约为24%@32keV，空间分辨率为3.2角秒。因平台有多个光学载荷，HXI采用与日本阳光（YOHKOH）卫星上的硬X射线望远镜（HXT）和太阳轨道探测器（Solar Orbiter）上X射线成像光谱望远镜（STIX）相似的空间调制间接成像技术。这不同于美国RHESSI卫星所用的旋转调制间接成像技术，但同属于调制类间接成像。

HXI是一套高精密的成像设备，共加工了超过3400片的钨光栅薄片，胶叠为10种不同节距的91对钨光栅，节距从36微米至1224微米。这些光栅安装在1.2米长度准直器两端的基板上，构成了91个调制子准直器，通过它们的硬X射线信号由后面对应的91个探测器记录，并在地面通过算法反演成图像。此外，还有3个测量总流量的探测器和5个测量背景的探测器。整个探测器阵列共有99个溴化镧探测器。

HXI还自带太阳指向镜系统，它在白光波段对太阳进行监视并提供太阳爆发的位置信息和太阳硬X射线成像仪的指向信息，指向精度优于1角秒，可用于修复抖动造成的图像模糊。同时，它还可以实时监测前后基板的微米级形变和角秒级扭转。

莱曼阿尔法太阳望远镜（Lyman-alpha Solar Telescope, 简称 LST），主要用来观测日冕物质抛射的形成和早期演化。莱曼阿尔法太阳望远镜包含三台仪器，即一台口径68毫米莱曼阿尔法全日面成像仪（SDI）、一台口径60毫米的日冕仪（SCI）、一台口径130毫米的白光全日面望远镜（WST）和两台导行镜（GT）。

莱曼阿尔法全日面成像仪在莱曼阿尔法波段（121.6±4.5 nm）以4-40秒的时间间隔对太阳从日面中心到1.2个太阳半径进行成像观测。莱曼阿尔法全日面成像仪使用4608×4608像元的探测器以获得约1.2角秒的空间分辨率。同时，莱曼阿尔法全日面成像仪和日冕仪都将通过压电陶瓷驱动稳像系统来实现太阳的稳定以满足高分辨率成像观测的要求。

日冕仪使用2048×2048像元的探测器对1.1 – 2.5个太阳半径的内日冕以3-60秒的时间间隔在莱曼阿尔法波段（122.6±3 nm）进行成像观测并在白光波段（700±32 nm）进行偏振亮度观测。在日冕仪光路中加入分光镜，将入射的日冕光分成透射和反射两部分。反射部分经过莱曼阿尔法滤光片后成像在莱曼阿尔法波段探测器；透射部分在经过宽带滤光片、线偏振片后成像在白光波段探测器上，在0°及±60°三个方向进行日冕偏振亮度测量。

白光望远镜采用4608×4608像元的CMOS探测器在通常模式下以1-120秒的时间间隔对太阳从日面中心到1.2个太阳半径进行紫外连续谱（360±2.0 nm）成像观测，在快速的爆发事件模式下通过开窗输出的方式使时间间隔小于0.2秒。白光望远镜的成像观测的空间分辨率与莱曼阿尔法全日面成像仪相同。

导行镜工作波长为570 nm，通过四象限光电二极管对太阳边缘进行探测，实时计算太阳边缘的偏移量并将偏移量转化成导行信号。导行信号最终转化成驱动信号驱动安装在莱曼阿尔法全日面成像仪和日冕仪主镜后面的压电陶瓷晶体实现太阳像的稳定。

先进天基太阳天文台重量为888千克。搭载了、和太阳台有效载荷，三台载荷相互配合，将首次在一颗近地卫星平台上实现对太阳磁场、太阳耀斑非热辐射、日冕物质抛射日面形成和近日面传波的同时观测。借助莱曼阿尔法太阳望远镜，将首次在莱曼阿尔法波段实现全日面和近日冕的同时观测。卫星设计寿命4年，运行在约720公里的太阳同步晨昏轨道。

北京时间2022年10月9日7时43分，中国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将先进天基太阳天文台卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。该卫星设计寿命4年，运行在距离地面约720千米的太阳同步晨昏轨道。

夸父一号卫星发射入轨后，要经历一段时间的在轨调试，之后会进入正常工作模式。星上的三个载荷每天可以观测到大约500GB的数据量，通过地面支撑系统和科学应用系统的处理后向全球开放。夸父一号的设计寿命不少于4年，太阳活动有11年的周期，卫星的设计寿命可以基本覆盖太阳峰年的极大期，对中国的科学研究、实现卫星科学目标非常有利。

夸父一号卫星的数据是完全开放的。卫星在轨测试完成，数据正常生产之后，会及时对全世界太阳物理、空间环境、空间物理、空间天气等相关领域的科研工作者，实时免费开放。卫星数据共享政策也是基于国际惯例，中国太阳物理学家一直以来都在享受国际开放的数据政策，中国的综合性太阳观测卫星成功在轨运行之后，也要对世界做出承诺。

2022年11月21日下午，夸父一号卫星硬X射线成像仪首张科学图像在中国科学院紫金山天文台发布。这是中国首次获得太阳硬X射线图像，也是国际上地球视角仅有的太阳硬X射线像，图像质量达国际先进水平。夸父一号自2022年10月9日成功发射入轨一个多月以来，三大载荷之一的HXI开展了各项在轨测试和定标工作，结果表明HXI载荷状态正常，各项功能性能均满足设计指标要求，已顺利投入科学观测活动。

2022年12月13日，中国科学院国家空间科学中心公布了“夸父一号”的首批科学图像。这些图像是“夸父一号”自2022年10月9日成功发射以来，3台有效载荷在轨运行2个月期间，获取的若干对太阳的科学观测图像，实现了多项国内外首次，在轨验证了“夸父一号”三台有效载荷的观测能力和先进性。

截至2023年12月底，已有120余例白光耀斑被白光太阳望远镜观测到。

2024年1月1日，成功地记录了第25太阳活动周最大的耀斑。这是一个X5.0级耀斑，在北京时间2024年1月1日出现，太阳爆发耀斑的同时还伴随日冕物质抛射，这也再次刷新了第25太阳活动周最大耀斑的记录。

2024年3月，科学团队发布“夸父一号”卫星上的白光太阳望远镜观测数据，揭示太阳白光耀斑并不罕见，并捕捉到了耀斑环上的连续谱辐射。

2024年5月，“夸父一号”HXI载荷团队分别在德国、蒙古上空的航班上拍摄到极光。夸父一号卫星上的WST望远镜最近9天观测到的黑子群移动情况，可以看到在太阳的北半球有一个巨大的黑子活动区（编号3663），而在南半球随后出现另一个毫不逊色的黑子活动区（编号3664），这两个活动区的尺度都有十几个地球半径这么大，且内部布满了大大小小的复杂黑子。活动区3663（左）、3664（右）在爆发大耀斑前的视线方向磁场。白色代表正极，黑色代表负极。

“夸父一号”HXI信号对比：5月9日（左）还算正常，而5月11号（右）已混合了新爆发的X级耀斑辐射、增强的辐射带粒子、来自太阳的高能质子、来自地磁暴的高能粒子和极光等。

一是国际上首次以“一磁两暴”作为卫星的科学目标并且配置相应的载荷组合；

二是国际上首次在一颗近地卫星平台上，对全日面矢量磁场、太阳耀斑非热辐射成像、日冕物质抛射的日面形成和近日面传播同时进行观测；

三是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。

夸父一号卫星要高精度观测太阳，3台有效载荷在国内均为首次上天，可借鉴的经验少，新技术、新部件、新材料多，而且要实现的任务比较多、比较复杂，卫星研制通过突破一系列关键技术，主要解决了三方面难点：

第一，夸父一号卫星携载7台光学设备，同时精确指向太阳，确保每台光学设备对太阳完整成像，所以各光学设备光轴之间的一致性要求非常高，需要高精度装配达到这些光轴的一致。

第二，夸父一号卫星要经历发射过程的力学振动和冲击环境、太空中冷热交替变化环境、超高真空环境，要保持星上各光学设备光轴之间变化极小，确保卫星寿命期内各光学设备观测对象完整性。

第三，夸父一号采用对星上活动部件振动降低技术和稳像技术，实现光学防抖，获取清晰的观测图像。

2022年7月11日，中国科学院国家空间科学中心和中国科学院紫金山天文台就卫星命名向全国征名。该活动共搜集到25000多份提名，其中三分之一都建议命名为“夸父”，最后选择使用“夸父一号”作为卫星的名称，反映了中国人对“夸父逐日”神话的喜爱，对太阳神秘的追求。

“夸父一号”首席科学家、中国科学院紫金山天文台研究员甘为群：将先进天基太阳天文台命名为“夸父一号”有两层含义，一方面“夸父”是广为人知的中国神话人物，“夸父逐日”的故事表达了中国古代先民胸怀大志、探索自然、英勇顽强的精神，蕴含了中华民族千百年来试图揭开太阳神秘面纱的不懈求索。另一方面寓意着“夸父一号”将与未来中国太阳探测卫星一道，开启中国综合性太阳观测的新时代。“嫦娥奔月”对仗“夸父逐日”，诠释了中国人热爱自然、探索自然的情怀与浪漫。

2022年10月9日，上海航天技术研究院发布消息，公布长征二号丁遥55运载火箭发射夸父一号卫星的发射任务LOGO。

夸父一号是专门为观测太阳而提出的，完全以科学目标为牵引的空间科学卫星计划，所以‘夸父’被归类为空间科学卫星。（中国科学院紫金山天文台研究员、先进天基太阳天文台首席科学家甘为群 评）

。（中国科学院 评）

夸父一号是由中国太阳物理学家自主提出的综合性太阳探测专用卫星，也是中国科学院空间科学先导专项继“悟空”“墨子号”“慧眼”“实践十号”“太极一号”“怀柔一号”之后，研制发射的又一颗空间科学卫星，实现了中国天基太阳探测卫星跨越式突破。（科学网 评）