人类将首次对太阳展开极地考察

一架新的航天器正准备前往太阳，拍摄太阳南北两极的首张照片。

据报道，欧洲航天局（ESA）和美国宇航局（NASA）合作的太阳轨道飞行器预计将于北京时间2020年2月8日12:15从卡纳维拉尔角发射。在进入太空后，太阳轨道飞行器将利用金星和地球的引力脱离黄道面，以鸟瞰视角对太阳两极展开首次探测。

黄道平面大致是太阳赤道所在的平面，太阳系中包括地球在内的所有行星几乎都在黄道面上运行。“在太阳轨道飞行器之前，所有的太阳成像仪器都处在黄道面或非常接近黄道面。这一次，我们将得以从上方俯视太阳。”华盛顿特区海军研究实验室的空间科学家、太阳轨道飞行器十大仪器之一的首席研究员拉塞尔·霍华德如是说。

太阳对塑造我们周围的空间环境发挥着关键作用，其巨大磁场延伸的范围远远超出冥王星之外，为大量从太阳爆发而出的高能带电粒子铺设一条高速公路，形成所谓的太阳风。当太阳风冲击地球时，会形成绚丽的极光，同时也可能干扰GPS和通信卫星，甚至对宇航员产生威胁。

为了对太阳风暴作出准确预报，科学家需要对太阳磁场保持密切监测。然而，目前的技术在直视太阳的情况下探测效果最好，而视角越陡，数据中的噪点就会越多。因此，现有的探测器从黄道平面探测太阳两极，数据会存留很大的空白。太阳轨道飞行器正是要打破上述缺陷，为科学家提供更全面的数据。

NASA戈达德航天飞行中心负责该项目的科学家霍利·吉尔伯特表示：“对于预测空间天气而言，我们需要一个相当精确的太阳全球磁场模型，而太阳两极对精确建模至关重要。”

另外，太阳两极还可能有助于过去几个世纪对太阳的观测结果。

早在1843年，德国天文学家塞缪尔·海因里希·施瓦比就曾发现，太阳黑子的数量存在周期性波动。现在我们知道，太阳活动大约以11年为周期不断变化，从低迷的极小期到活跃的极大期再到低迷的极小期，如此往复循环。太阳黑子和太阳耀斑是评判太阳活动的重要指标。当太阳活动处于极大期时，黑子和耀斑频发，反之亦然。可是，时至今日我们对太阳活动周期依旧知其然而不知其所以然，其运作机制仍是一个谜。观测太阳两极磁场的变化或许能为我们带来线索。

之前唯一飞越太阳两极的航天器是欧洲航天局和美国宇航局合作的尤利西斯号。尤利西斯号于1990年发射升空，在2009年退役前环绕太阳飞行了三圈。只不过，尤利西斯号到太阳的距离始终比地日距离（约1.5亿公里）还大，而且它只携带了所谓的原位仪器。

相较之下，太阳轨道飞行器携带了4个原位仪器和6个遥感成像仪器，将进入水星轨道内对太阳两极展开探测。在长达7年的任务期内，太阳轨道飞行器将运行至比太阳赤道高24度的轨道上，而且随着任务的延长倾角将增加至33度。最近时，太阳轨道飞行器距离太阳只有2600万英里（约4184万公里）。

为了防止高温损害，太阳轨道飞行器加装了定制设计的钛隔热板，上面附加磷酸钙涂层，可以承受900华氏度（482摄氏度）以上的高温，这相当于地球轨道航天器所接收的太阳热量的13倍。

值得一提的是，太阳轨道飞行器是继帕克太阳探测器之后又一大太阳探测任务。后者已经完成4次近距离飞掠太阳，并将以400万英里（约643万公里）的超近距离“触摸”太阳。相信在两者的努力下，人类对太阳的认识将取得质的飞跃。

参考来源：

https://www.nasa.gov/feature/goddard/2020/new-mission-will-take-first-peek-at-sun-s-poles

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