8月30日,我国首颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”成果正式发布。作为我国首位太阳专属“摄影师”,“羲和号”实现了国际首次空间太阳Hα波段光谱扫描成像,相当于给太阳低层大气做了“CT”扫描。
我们为何要探测太阳?其他国家对太阳的探测情况如何?解放日报·上观新闻记者采访了上海市宇航学会资深航天科普专家、上海宇航系统工程研究所陶建中研究员。
【第25个太阳活动周的上升期从今年开始】
“太阳距离地球约1.5亿公里,是离地球最近、与人类关系最密切的恒星。太阳不仅影响地球大气,也影响宇宙空间气候,因此探测太阳的周期性变化很重要。”陶建中介绍,太阳的活动会对地球电磁场产生影响,严重的时候会干扰电子设备正常工作,甚至造成电网断电。而探月、探火这些深空探测活动,同样要关注空间天气,以免受到空间高能粒子和离子流(太阳风)的影响。因此,弄清楚太阳的周期性变化就很重要,需要对太阳进行深入探测。
一般每7到14年,平均11年,会有一次太阳黑子的集中爆发。自有探测太阳的历史记录以来,第25个太阳活动周的上升期从今年开始,是一个相对比较好的观测窗口期。
为抓住这一窗口期,2021年10月14日,我国首颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”在太原卫星发射中心成功发射,实现了我国太阳探测零的突破,标志着我国正式步入“探日”时代。
羲和,取自中国上古神话中的太阳女神之名。如今“羲和号”在距离地球517公里的轨道,距离太阳1.5亿公里的太空辛勤工作着。
“羲和号”的全名为太阳Hα光谱探测与双超平台科学技术试验卫星。过去,人们只能在地球上对Hα谱线进行探测,容易受大气干扰。这一次,“羲和号”是国际上第一次在太空进行Hα谱线探测。
除了“羲和”,我国还制定了“夸父”探测计划。后者将研制3颗先进天基太阳天文台卫星,计划2022年发射,在距离地球700公里的轨道,对太阳进行科学观测。届时,“羲和”和“夸父”的“组合拳”,对于太阳的探测将更加精准。
“我国科学家正在论证后续太阳探测计划,将从不同角度来看太阳,从黄道面探测到近距离观测。”陶建中说。
【美国的“帕克”探测器“触摸”了太阳】
其他国家对太阳的探测情况如何?
陶建中介绍,自20世纪60年代以来,世界各国已先后发射了70多颗太阳探测卫星,主要集中在美国、俄罗斯、日本等国。美国是最早进行太阳探测的国家,早在阿波罗登月计划时,他们就发现太阳辐射的影响比较大,因此在一系列载人登月计划中,都选择了太阳活动相对平静时期。
为了探测太阳,美国至今已发射了15颗卫星和23个探测器。这些卫星虽然绕着地球旋转,但已经出了地球大气层,不受大气层影响;而探测器则靠近太阳,以椭圆轨道,绕太阳南北方向或东西方向旋转。
2021年12月,美国航空航天局宣布,“帕克”太阳探测器于2021年4月28日越过了阿尔文临界面,首次进入了太阳日冕。负责此项目的科学家努尔·瑞福说:“这相当于我们触摸了太阳。”
太阳从内到外分为光球层、色球层和日冕层,光球层厚度大约500公里,温度在6000摄氏度左右,最外面的日冕层亮度很低,只有在日全食才能肉眼看到,但它的温度却最高达200万摄氏度。阿尔文临界面,是区分太阳大气和太阳风的边界。过去科学家们一直以为阿尔文临界面是一个光滑且均衡的表面,但帕克探测器的数据表明,这个界面其实是凹凸不平的。
2017年,耗资15亿美元的“帕克”太阳探测器建造成功,取名于天文学家尤金·帕克,他在20世纪50年代提出了太阳风的理论。2018年8月12日,“帕克”太阳探测器发射成功,它“穿着”12厘米的碳复合外衣,可承受高达1400摄氏度的辐射,以每小时约70万公里的速度在最靠近太阳的地方飞行。
人类对太阳的认知还在不断地深入。