来源: 时间:2023-01-11 14:35:13
由肯尼斯·张 (Kenneth Chang) 撰写
周日晚上发射了一枚载有太阳轨道器的火箭,该探测器将拍摄太阳的顶部和底部。阿特拉斯5号火箭准时发射,就在2020奥斯卡金像奖颁奖典礼上颁发最后的奥斯卡雕像时,它照亮了佛罗里达州大西洋海岸上空的夜空,因为它离开了地球,将太阳轨道器航天器置于围绕太阳的轨道上。
太阳的新视角
借助太阳轨道器,科学家将首次获得太阳顶部和底部的良好视野。到目前为止,几乎所有的太阳观测航天器都在黄道或行星绕太阳飞行的同一平面上运行。
这种观点的改变可能有助于解开关于太阳如何喷出高速带电粒子的谜团,这些粒子在太阳系中向外飞行,并吞噬包括地球在内的行星。加速这些粒子的磁场流入和流出太阳的两极。来自太阳轨道器的数据可以帮助解释太阳黑子周期-为什么该周期持续11年?为什么有些安静,有些则猛烈地咆哮?-并帮助模型预测可能破坏地球电网和轨道卫星的太阳风暴。
美国国家航空航天局 (NASA) 与欧洲航天局 (European Space Agency) 较早合作的尤利西斯 (Ulysses) 发射了1990年,它也越过了太阳的两极,但距离更远,并且没有携带相机。
漫长而曲折的旅程
发射轨迹将使太阳轨道器远离地球进入绕太阳的轨道。圣诞节后的第二天,金星飞越会消耗掉一些能量,并使其向太阳旋转。
额外的飞越-一个地球,另外两个金星-将进一步调整轨道,该轨道仍将在黄道,轨道的平面。
金星2025年的飞越将使太阳轨道器从黄道中摆动到17度角。这足以让我们对极地地区有一个很好的了解。额外的金星飞越会将角度增加到33度。该任务预计将在10年内完成22个太阳轨道。
太阳轨道器的仪器
航天器的10种科学仪器是混合的。有些测量直接在航天器周围发生的事情,例如磁场和太阳风的粒子。其他人拍摄太阳上发生的事情。
还记得不要直视太阳的警告吗?太阳轨道飞行器的相机必须做到这一点,并且在阳光强度是其13倍的距离上。隔热罩中的三个窥视孔将一次打开10天,以允许仪器收集数据。各式各样的相机还具有耐热窗户 (可以将其视为科学太阳镜) 作为保护。
相机将观察一系列波长的光,包括紫外线和x射线。一些相机将光分成不同的波长,以识别特定的分子。日冕仪包括一个圆盘,用来遮挡大部分光线,观察太阳外部大气中发生的事情。
磁场和太阳风暴
有时,太阳会喷出大量被称为日冕物质抛射的粒子。当这种喷发猛烈地进入地球磁场时,会产生电流浪涌。
太阳科学家没有可靠的方法来预测这种喷发。已知撞击地球的最大事件是卡林顿事件1859年,以其中一位在发生喷发的太阳上观察到强烈亮点的人的名字命名。浪涌导致一些电报电线着火。
当美国国家航空航天局 (NASA) 太阳物理学研究主任尼古拉·福克斯 (Nicola J. Fox) 向学校的孩子们谈论太阳科学时,她介绍了卡灵顿事件以及它如何在美国淘汰了四天的电报系统。
“孩子们看着我就像,'那又怎样?',” 她说。“然后我说,'想象一下,你已经四天没有ipad了。' 教室里随之而来的是恐慌。“
今天发生的类似事件不仅可能导致整个大陆停电,还可能摧毁电网上的巨型变压器-损坏可能需要数月或数年的时间才能修复。
1989年3月的一场较小的太阳风暴使魁北克的电力中断了9个小时。就在几年前,地球还很幸运。
2012年7月23日,NASA的Stereo-A航天器被巨大的日冕物质抛射击中。分析表明,这次爆发比卡林顿喷发更大。如果地球曾经是Stereo-A所在的地方-航天器在与地球相同的轨道上行进,但在行星之前-那将是非常有趣的一天。
与parker Solar probe的合作伙伴关系
2018年,美国国家航空航天局 (NASA) 发射了帕克太阳探测器 (parker Solar probe),当太阳达到人类建造的航天器有史以来最快的速度时,它正在使太阳越来越近。该探测器正飞向被称为日冕的太阳外层大气,并最终到达其表面400万英里以内。相比之下,地球距离太阳9300万英里。水星,最近的行星,距离太阳2900万英里。
近距离允许帕克太阳探测器对这些区域进行直接测量,但必须保护其免受华氏200万度的温度影响。
太阳轨道器将从太阳远处经过。在沿其椭圆轨道的最近点,它将在水星轨道内仅300万英里处,并且经历的极端温度要少得多。太阳轨道器的温度将达到数百度,而不是数百万度。这使太阳轨道器可以携带更广泛的仪器。
帕克和太阳轨道器之间的协调观测可以识别日冕条件下表面的现象。
欧洲航天局科学总监Guenther Hasinger在周五的新闻发布会上说: “这真的是一个完美的梦想,是天堂的婚姻。”
火箭日稍微不那么忙碌
太阳轨道器并不是预定于周日从东海岸发射的唯一航天器。一艘载有前往国际空间站的补给品,设备和实验的无人员Antares货船将在下午5:39升空东部时间来自弗吉尼亚州的中大西洋地区太空港。然而,在短暂推迟之后,周日的发射被取消。管理Antares和Cygnus航班的诺斯罗普·格鲁曼公司 (Northrop Grumman) 描述了地面传感器的问题。该公司表示,由于天气问题以及解决导致擦洗发射的问题所需的时间,直到周四才能再次尝试发射。
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