2月9日晚間,美國(guó)東海岸的佛羅里達(dá)州,一枚Ariane 5號(hào)火箭從卡納維爾角空軍基地的41號(hào)發(fā)射臺(tái)拔地而起,將名為“太陽(yáng)軌道飛行器”(Solar Orbiter)的航天器送入太空,這是歐洲航天局(ESA)和美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)合作的最新太陽(yáng)探測(cè)項(xiàng)目,幫助科學(xué)家以前所未有的視角觀測(cè)太陽(yáng),將為人類探測(cè)太陽(yáng)拉開新的篇章。
太陽(yáng)軌道飛行器是歐洲航天局和美國(guó)國(guó)家航空航天局聯(lián)合研制的太陽(yáng)探測(cè)器,也是近年來(lái)繼帕克太陽(yáng)探測(cè)器后美國(guó)國(guó)家航空航天局對(duì)內(nèi)層太陽(yáng)系開展的第二次探測(cè)任務(wù)。到目前為止,幾乎所有的太陽(yáng)觀測(cè)器都運(yùn)行在太陽(yáng)黃道平面上。這意味著,科學(xué)家所采集到的更多信息都集中在太陽(yáng)赤道上下區(qū)域,對(duì)于太陽(yáng)兩極知之甚少。而在太陽(yáng)軌道飛行器的幫助下,科學(xué)家將首次清楚觀測(cè)到太陽(yáng)的兩極,可能有助于人們理解太陽(yáng)活動(dòng)的內(nèi)在規(guī)律。
太陽(yáng)的絕大部分物質(zhì)是高溫等離子體,太陽(yáng)物態(tài)、運(yùn)動(dòng)和演變都與磁場(chǎng)密切相關(guān)。太陽(yáng)黑子、耀斑、日珥等活動(dòng)現(xiàn)象,更是直接受磁場(chǎng)支配。因此,對(duì)太陽(yáng)磁場(chǎng)的研究具有重要意義。在磁場(chǎng)的作用下,太陽(yáng)活動(dòng)有著大約11年的活動(dòng)周期。在太陽(yáng)活動(dòng)極大期,太陽(yáng)表面布滿黑子、活動(dòng)加劇,有時(shí)會(huì)噴射出更多的高能粒子,這就是所謂的日冕物質(zhì)拋射,相應(yīng)產(chǎn)生的高能粒子流在猛烈撞擊地球磁場(chǎng)時(shí),會(huì)產(chǎn)生地磁暴現(xiàn)象。這種現(xiàn)象能夠損壞地球軌道上運(yùn)行的航天器,或者干擾到全球通信。例如2012年7月23日,美國(guó)國(guó)家航空航天局的Stereo-A航天器就被巨大的日冕物質(zhì)拋射所擊中;1859年的卡靈頓事件使當(dāng)時(shí)美國(guó)的電報(bào)系統(tǒng)中斷了4天??茖W(xué)家認(rèn)為,更為強(qiáng)大的地磁暴會(huì)干擾到地面電網(wǎng)運(yùn)行,不僅會(huì)導(dǎo)致整個(gè)大陸的停電,而且可能毀壞電網(wǎng)內(nèi)的巨型電壓器,修復(fù)甚至需要數(shù)月或數(shù)年時(shí)間。
幾十年來(lái),科學(xué)家們一直試圖揭開太陽(yáng)活動(dòng)的奧秘,以便于為地磁暴的爆發(fā)做好準(zhǔn)備。但迄今為止,科學(xué)家并沒(méi)有可靠方法來(lái)預(yù)測(cè)地磁暴的發(fā)生。盡管研究人員已經(jīng)通過(guò)各類探測(cè)器獲得了有關(guān)太陽(yáng)中間部分磁場(chǎng)的詳細(xì)數(shù)據(jù),但對(duì)于兩極部分的磁場(chǎng)信息以及在恒星磁場(chǎng)翻轉(zhuǎn)過(guò)程中是如何變化的仍然缺乏了解。美國(guó)國(guó)家航空航天局太陽(yáng)軌道飛行器項(xiàng)目負(fù)責(zé)人吉爾伯特解釋說(shuō):“在黃道面無(wú)法有效觀測(cè)太陽(yáng)兩極的磁場(chǎng),而太陽(yáng)軌道飛行器對(duì)精確建模以預(yù)測(cè)太空天氣至關(guān)重要?!?/p>
通過(guò)太陽(yáng)軌道飛行器觀測(cè)太陽(yáng)的兩極,或許可以了解為什么太陽(yáng)有大約11年的太陽(yáng)周期。觀測(cè)到的數(shù)據(jù)將使科學(xué)家能夠?qū)μ?yáng)更精確地建模,有可能解釋諸如耀斑爆發(fā)、太陽(yáng)風(fēng)、太陽(yáng)磁場(chǎng)和日珥等太陽(yáng)活動(dòng)的關(guān)鍵信息,也有助于預(yù)測(cè)相應(yīng)的太空天氣事件。
太陽(yáng)軌道飛行器將在距太陽(yáng)約4200萬(wàn)公里的范圍內(nèi)對(duì)太陽(yáng)進(jìn)行探測(cè),其承受的溫度將是地球軌道溫度的13倍。接下來(lái)的兩年內(nèi),太陽(yáng)軌道飛行器將進(jìn)入“巡航階段”,在地球和金星之間利用引力反復(fù)加速,按計(jì)劃其將在今年6月份抵達(dá)第1個(gè)近日點(diǎn),距離太陽(yáng)約為7500萬(wàn)公里,并于今年12月26日首次飛越金星。