【南方周末】对太阳我们了解得还不够( 二 )

太阳轨道探测器在借助引力弹弓效应进入高椭圆轨道后，可以在计划中的5年的任务期内，到达与太阳赤道面的倾角超过17°的位置；在根据任务需要而可能进行延伸的任务期内，倾角最大可以达到33° 。这样探测器就能实现对太阳南北两极的观测和拍摄。同时，太阳轨道探测器的最高速度几乎可以达到太阳的自转速度，因此探测器可以在太阳自转时在表面的某些位置上空悬停，进而研究太阳的某个特征是如何随时间演化的。
长期以来，研究人员了解到太阳活动的周期为11年左右，但是描述这一周期的模型却始终无法与观测结果匹配，重要原因就是缺少太阳两极地区的数据。太阳轨道探测器获得的信息将成为完善太阳磁场模型的关键拼图，使研究人员了解驱动太阳活动的力量。
研究人员通过探测器获得的数据可以研究太阳内部的工作机制，观测太阳喷发出的高能粒子并且追踪这些粒子通过太阳风的形式在太阳系中的运动，以便更好地理解和预测空间天气。太阳风暴对电网、航空运输和通信都会造成影响，并且威胁到进行太空行走的航天员的安全。发生在1859年的卡林顿事件被认为是有记录以来最强的太阳风暴，此后对人类生活造成严重影响的太阳风暴也屡见不鲜。如果能够进行及时、准确的空间天气预报，我们就可以提前关闭通信设备、合理规划航班以及停止航天员出舱作业，将太阳风暴对我们的影响降至最低。
对此， ESA科学主任冈瑟·哈辛格（Günther Hasinger）就在ESA官网上表示：“人类一直都很熟悉太阳对地球上的生命的重要性，观察太阳并且仔细研究太阳是如何工作的。但同时我们也知道，强大的太阳风暴有可能打乱我们的日常生活。到太阳轨道探测器任务结束的时候，我们将对造成太阳行为变化以及它对我们地球的影响的背后力量有更多的了解。 ”
NASA科学副主管托马斯·佐布臣（Thomas Zurbuchen）也在NASA官网上表示：“太阳轨道探测器将和其他近期正在执行的NASA任务共同研究太阳，我们也将获得对这颗恒星前所未有的新知识。我们将同欧洲合作伙伴一起进入一个太阳物理学研究的新时代。 ”

本文插图
太阳轨道探测器发射升空图。（ESA/图）
抵近观察太阳
太阳轨道探测器的发射是近年来蓬勃发展的太阳研究的一个缩影，也是人类探索太阳的最新尝试。除了合作发射尤利西斯探测器外， ESA和NASA曾经在1995年12月合作发射了“太阳和太阳风层探测器”（Solar and Heliospheric Observatory ， SOHO）。这个探测器发射时计划工作2年，但到目前为止已经工作了超过24年的时间，任务期还有可能继续延长至2022年。
托马斯·佐布臣提到的NASA最近在执行的太阳任务中，一个关键部分就是帕克太阳探测器（Parker Solar Probe）。北京时间2018年8月12日，帕克太阳探测器发射升空飞向太阳。这个探测器的任务是对日冕和太阳风进行研究，从而加深我们对于太阳物理的认识。探测器以现年92岁的美国天体物理学家尤金·帕克（Eugene Parker）命名，正是他在1958年前首先提出了太阳风理论。
如果任务一切按计划顺利进行，帕克太阳探测器将创造多项第一。比如说，它将成为有史以来距离太阳最近的探测器。在任务周期内，探测器距离太阳最近时的距离只有大约600万千米，这个距离差不多是此前距离太阳最近的探测器太阳神2号（Helios B）的1/7 。由于日冕的范围从太阳表面向外延伸超过1000万千米，因此帕克号也将成为首个进入日冕层进行观测的探测器。
帕克号在任务周期内能够24次飞掠太阳，这样探测器就有足够的时间来收集数据。而在最后3次接近太阳的时候，帕克号的最高速度将会达到200千米/秒，成为有史以来速度最快的探测器。