揭秘夸父计划的诞生背景

夸父计划的提出背景

夸父计划，是中国一项重要的太阳监测卫星计划，旨在通过发射一系列卫星，对太阳活动及其伴生现象进行全天候监测，研究太阳活动对地球空间环境的影响，并为灾害性空间环境预报提供数据支持。这一计划的提出背景涉及多方面的科学、技术和国家战略需求。

一、科学背景与需求

日地系统是一个复杂而庞大的系统，涉及太阳大气、行星际空间、地球磁场和电离层等多个部分。太阳活动对地球的影响一直是科学家们关注的焦点。例如，太阳耀斑、日冕物质抛射（CMEs）等剧烈的太阳活动，可以在短时间内释放巨大的能量，对地球的磁场、电离层以及高科技活动如卫星通信、导航系统等产生显著影响。因此，深入研究太阳活动及其对地球的影响，对于提高空间天气预报的准确度、保护地球环境、确保航天和通信系统的正常运行具有重要意义。

然而，国际上对日地系统全局性、全面性的观测尚属空白。此前的研究大多局限于单一的理论或局部观测，无法全面揭示日地系统的物理过程和相互作用机制。因此，中国科学家提出了“夸父计划”，希望通过这一宏大而巧妙的设想，填补这一空白。

二、计划起源与提出

夸父计划的提出可以追溯到2003年。在国家自然科学基金委员会地学部“关于推动空间天气研究座谈会”上，北京大学涂传诒院士同肖佐、张永维总师和中国科学院魏奉思教授讨论了空间天气研究的重要性，并提出了“夸父计划”的科学思想和基本概念。

2004年，国家自然科学基金委员会决定以重点项目形式支持“夸父计划”的预研工作。预研工作由北京大学牵头，并得到了国内外有关科技专家的大力支持和参与。在预研过程中，科学家们对夸父计划的科学背景、科学目标以及为实现科学目标而配置的有效载荷等方面进行了全面的预先研究。

2005年，国防科工委组织了相关评审，并根据建议将“夸父计划”与中国科学院空间科学与应用研究中心刘振兴院士提出的“风暴计划”进行了整合，形成了“夸父-太阳风暴、极光和空间天气计划”。这一整合使得夸父计划更加完善，覆盖了空间风暴、极光和空间天气的全方位探测。

三、计划内容与目标

夸父计划由三颗卫星组成，分别是A星、B1星和B2星。其中，A星设置在距地球150万公里的日地连线上，即地球与太阳之间的引力平衡点（拉格朗日点），用于全天候监测太阳活动的发生及其伴生现象。B1星和B2星则在地球极轨大椭圆轨道上飞行，用于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。

夸父计划的科学目标包括：观测空间天气事件从太阳到地球的整体连续变化现象，揭示控制日地空间系统的基本物理过程，提高空间天气灾害预报的准确度，服务航天通讯等高科技活动。通过这些观测和研究，科学家们期望能够在太阳爆发先兆、太阳风的形成机制等方面取得具有重要原创意义的突破性进展。

四、国际合作与进展

夸父计划的提出和实施引起了国际社会的广泛关注。德国、法国、比利时、奥地利、加拿大等国的多位著名空间科学家参与了这一计划，共享数据和研究成果。特别是与欧洲空间局（ESA）的合作，为夸父计划的实施提供了重要的技术和仪器支持。

然而，夸父计划的国际合作也面临了一些挑战。2012年，由于资金问题，欧洲空间局表示无法按原计划参与中国的夸父计划。这一变故使得夸父计划的实施面临巨大挑战，但也促使中国科学家更加自主地开展技术研发和数据处理工作。

尽管如此，夸父计划仍然取得了显著进展。2009年，中国科学院将夸父计划列入空间科学卫星先导专项。2010年3月，国务院批准了中国科学院的专项申请。2011年，财政部拨发启动经费3000万元，支持夸父平台、发射和有效载荷方面的技术攻关。中科院国家空间科学中心也成立了夸父专项办公室，专职协调管理夸父工程。

五、暂缓执行与未来展望

尽管夸父计划取得了显著进展，但由于多种原因，该计划目前处于暂缓执行期。其中，资金问题和国际合作的不确定性是主要因素。然而，不少科学家和专家仍然对夸父计划的重生抱有乐观态度，并希望它能够被列入国家的“十三五”计划，实现其最初的科学目标。

夸父计划的重要性和意义不容忽视。它不仅将填补国际上对日地系统全局性、全面性观测的空白，还将在太阳物理研究领域做出重大原创性贡献。通过观测太阳磁场、耀斑和日冕物质抛射等现象，夸父计划将有助于提高空间天气预报的准确性，为航天、通信、导航等高科技活动提供重要支持。

此外，夸父计划的实施还将推动中国在空间探测技术方面的发展，包括太阳磁场测量设备、高能辐射成像和能谱探测技术等。这些技术的发展不仅将提升中国在空间科学领域的国际地位，还将带动相关航天技术、数据处理和空间科学仪器的发展，促进相关产业的进步。

夸父计划还具有重要的教育和人才培养意义。项目的实施过程中，为中国的科研人员和学生提供了实际操作和研究的机会，有助于培养太阳物理和空间科学领域的专业人才。同时，通过科普活动，夸父计划还增进了公众对太阳科学和空间天气现象的认识，提高了公众的科学素养。

总之，夸父计划的提出背景涉及多方面的科学、技术和国家战略需求。尽管目前面临一些挑战和困难，但夸父计划的重要性和意义不容忽视。相信在不久的将来，夸父计划将重新启动，并在太阳物理和空间科学领域取得重大突破，为人类的太空探索和地球环境保护做出重要贡献。