太阳轨道探测器发射，将揭示太阳两极的秘密

佛罗里达州卡纳维拉尔角——由欧洲航天局(ESA)和美国国家航空航天局(NASA)合作的太阳能轨道飞行器(Solar Orbiter)于周日(2月9日)从这里发射，它的目标是:近距离研究太阳。

为了做到这一点，飞船配备了一套10台仪器——4台原位仪器和6台成像仪——它们将进行详细的观测，为我们的恒星提供全面的视图。航天器还将捕捉到太阳极地地区的首批图像。发射时间定于美国东部时间晚上11点03分(格林威治时间2月10日0403)。

“太阳轨道器将是我们第一次发射卫星去拍摄太阳两极的图像，我们将首次获得太阳极地磁场的数据，”该任务的ESA项目科学家丹尼尔·穆勒(Daniel Muller)在2月7日的发射前科学简报会上说。“我们相信这个区域拥有解开太阳活动周期之谜的钥匙。”

Muller补充说，太阳轨道器也将收集关于太阳远端的数据，科学团队将使用这些数据来创建我们的恒星的第一个3D视图。

这个耗资6.72亿美元的太阳轨道飞行器将在太空中充当一个移动实验室，利用它的仪器来跟踪太阳上喷发的演变，从表面到太空，一直到地球。

“我们整个太阳系都是由来自太阳的活动控制的，”NASA太阳物理学部门主任尼基·福克斯(Nicky Fox)说。“有一种不断流动的高能粒子汤，它们远离太阳，沐浴着所有的行星。我们称之为太阳风。”

太阳风和太阳磁场一起形成了一个巨大的泡泡，这个泡泡叫做太阳风层，它保护我们的星球免受强大的星际辐射，这种辐射叫做宇宙射线。根据福克斯的说法，由太阳产生的被称为日冕物质抛射(CMEs)的等离子体的高能爆发也会嵌入太阳风中。

当CME到达地球时，太阳粒子会与地球磁场相互作用，产生强大的电磁波动。这些地磁风暴是麻烦的，因为它们可以扰乱地球上的技术，比如通信系统，甚至电网，还可能对太空中的宇航员和卫星造成危险。

太阳轨道飞行器将以前所未有的方式把太阳与日光层连接起来，帮助建立太阳上发生的事情和我们在近地环境中观察到的事物之间的因果关系，任务团队成员说。

“(太阳风)主要来自我们从未拍摄过的极地地区，”美国宇航局科学任务理事会副主任托马斯·泽布臣补充说。“我们将首次用太阳能轨道飞行器看到它。”

穆勒说，这项任务的目标之一是了解太阳磁场如何工作，以及它如何影响太阳周期，即太阳活动的周期性变化。

穆勒说:“自从400年前发明了望远镜以来，人们就一直在观测太阳，但我们并不真正知道是什么驱动了这个11年的周期或振幅。”“我们无法预测下一个周期会有多强劲。”

理解这一切的关键可能在于太阳的两极。穆勒说：“我们知道，太阳的磁场有点像在传送带上：从太阳的赤道地区，到两极，然后再返回——这部分我们还不知道。”为了解开这个太阳之谜，宇宙飞船需要以与太阳赤道成一定角度的平面外轨道运行，并向下对焦两极。这就是太阳能轨道飞行器要做的。

宇宙飞船配备了三个测量太阳磁场的仪器。利用收集到的数据，研究小组将尝试把太阳表面磁场观测与航天器飞行的磁场测量之间的点连接起来。

但太阳轨道飞行器并不是唯一一艘研究太阳的航天器。它将加入一个太阳观测探测器的行列，这些探测器几十年来一直忙于收集有关我们的主恒星的数据，其中包括NASA在2018年发射的创纪录的帕克太阳探测器(PSP)。

“这是成为一名太阳物理学家的大好时机，”福克斯说。“我们所有的航天器都有各自的科学任务，但我们是一个团队。”

欧洲航天局的科学主任Gunter Hasinger说，太阳轨道飞行器将站在之前的太阳观测飞船的肩膀上，包括另外两个ESA和nasa的联合任务——尤利西斯和太阳及日光层观测站(SOHO)。

哈辛格解释说，尤利西斯是第一个真正飞越太阳两极的航天器。“尤利西斯飞行的距离非常远，它的眼睛是闭着的，”他说，“所以我们没有得到太阳轨道飞行器将得到的信息。”

他把这支太阳能飞船舰队比作一支管弦乐队:“每种乐器演奏不同的曲调，但它们共同演奏的是太阳的交响乐。”

由于尤利西斯收集的数据，太阳轨道飞行器团队知道太阳的两极是非常活跃的，太阳两极的磁场和其他地方的磁场有很大的不同。

穆勒说:“一般来说，太阳的两极看起来就像太阳表面的其他部分。”“区别在于磁场。”他和科学团队的其他成员认为，他们将首先在两极观测下一个太阳周期的早期阶段，这就是为什么太阳轨道飞行器的任务如此重要:它将填补我们对太阳如何运行的理解的主要空白。

穆勒解释说，每隔11年，太阳就会翻转它的全球磁场——北极变成南极，南极变成北极。通过将太阳轨道飞行器送上黄道(地球和其他大行星运行的轨道)以外的轨道，科学家们将捕捉到该地区前所未有的景象，从而揭示其运行过程。

太阳轨道器计划周日(2月9日)在联合发射联盟的阿特拉斯五号火箭上发射。预计最早在5月进行首次科学测量，2021年11月开始全面的科学操作，届时探测器的成像仪将上线。

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