欧洲航天局的发射基地

太阳轨道器是美国航天局空与欧洲航天局合作的一个太阳探测器，发射了L 空

据科学院介绍:喜欢拍照的朋友都知道，即使是同一个场景，换个角度你可能还是会得到不同效果的照片。无论是在车展上徘徊在模特周围，反复蹲下又站起来的人像摄影师，还是为了记录城市的全景和天际线而不惜融入摩天大楼现场的风景摄影师，相信他们对此都有切身感受。对于太阳物理学家和空物理学家来说，他们的愿望就是看清楚太阳，从上到下，从左到右，从里到外，从而彻底了解这颗给予我们光和热的恒星。

然而，自古以来，人类观察太阳的视角始终局限于地球轨道所在的平面，始终无法详细观察太阳的南北极。更让科学家兴奋的是，太阳南北极发生的事情，对于太阳如何影响航天器的飞行，乃至我们的生存环境，都具有重要意义。

美国东部时间2月9日晚10: 30，也就是北京时间2月10日上午11: 30，一位新的太阳摄影师将上线。她的名字是太阳轨道飞行器。她将走上一条前人未曾走过的路。她不仅能清楚地看到太阳的南北极，还能利用手中的十八般兵器详细地看到太阳的每一面。

太阳的极地非常重要，但我们看不清楚。

欧洲是人类科学认识太阳的发源地。17世纪伽利略首次将望远镜应用于天文观测时，太阳黑子是望远镜的重要观测对象。1844年，连续积累了18年的太阳黑子群数量启发德国天文学家施瓦贝发现了太阳黑子数量的变化规律:在11年的周期中，太阳黑子的数量先是增加，然后逐渐减少，最后回到11年周期开始时的水平。

天文学家沃尔夫对历史数据的回溯更精确地证明了施瓦贝的结论。

通过不断的观察和研究，人们对太阳黑子出现和变化的规律有了更深入的认识。一般太阳黑子是成对出现在太阳表面的。就像伸出太阳表面的U形磁铁一样，黑子对中的两个黑子具有不同的磁场极性。在太阳表面流的作用下，太阳黑子磁场(更准确地说，应该是磁通量。为了避免用复杂的术语混淆读者，下面不做区分)将同时被运送到赤道和两极。在赤道附近，从南北方向输送过来的磁场极性相反，所以我们都到了这里。而输送到极区的磁场，在去除最后一个太阳周极区的磁场残余力后，可以在这里建立一个单一磁场极性的基区。

从极区“基区”出发后，磁力线因为在附近找不到落脚点，不得不延伸到远离太阳的行星际空，成为行星际磁场的一部分。开放的行星际磁场为太阳风从太阳表面涌出提供了通畅的高速公路，因此单一磁场极性的基底也是高速太阳风的发源地。在极紫外、软X射线等波段的观测中，极区的磁场呈现出一种暗色，像太阳表面附近较低日冕中的一个大洞，因此科学家形象地称之为极冕洞。

冕洞不仅存在于两极，也存在于低纬度地区。但是，当新黑子数量在减少，太阳进入11年活动周期的极小期和衰退期时，极区的冕洞是行星际磁场和高速太阳风的主要来源。在其他时间，极区冕洞的消失和重新出现也是决定太阳磁场整体结构的重要过程。与地球偶极磁场需要很长时间才能逆转方向不同，太阳偶极磁场基于太阳磁极的冕洞，每11年逆转一次。

极地冕洞喷涌而出的高速太阳风，本身就会对地球附近空之间的天气状况产生影响。例如，当高速太阳风更频繁地吹向地球时，国际空站间、天宫空站间等长期工作在近地轨道的航天器会更快地经历轨道衰减，需要更多的燃料进行轨道维护以防止其坠落。当Tai 空的台风-日冕物质抛射(CME)从太阳爆发时，行星际磁场和极地冕洞决定的太阳风整体结构也是决定它能否撞击地球的重要因素。最严重的日冕物质抛射不仅会让卫星飞船遭殃，更有可能大规模瘫痪高压电网，迫使人类过上没有电的原始生活——没有灯，没有网络，没有自来水，没有现代生活的一切。

总之，为了了解太阳上的事件，准确预测天上飞的飞船和地上生活的人之间的天气效应，做好准备，我们需要看清太阳的两极。

可惜我们看不清楚。

从飞机上下来。

为什么看不清楚？先说卫星观测地球的例子。

下图是风云四号A卫星在地球静止轨道拍摄的地球白天图像。从这张图中，我们可以清楚地看到包括中国在内的地区，但对于南北极地区，我们只能看到部分地区的大致轮廓。要清晰地观测南北极，卫星不能工作在赤道上空的地球静止轨道，必须进入倾角相对较大的轨道。

当我们把视角从地球附近扩展到整个太阳系时，会看到包括地球在内的所有行星都集中在太阳赤道附近的平面上。由于空间技术的限制，大多数从地球发射的航天器即使挣脱了引力的束缚，也只能在地球轨道平面附近运行。所以SDO、SOHO等一直在Tai 空工作的太阳探测器只能提供地球公转面附近的观测角度，并不能特别准确地看到太阳极区的情况。安装在地面上的太阳能望远镜更是如此。

与欧美合作进行的尤利西斯飞船，曾经完成了一次地球轨道外的飞行。在这次飞行中，尤利西斯飞船发现起源于太阳两极的太阳风在太阳活动极小期和衰退期有着相当稳定的结构，当尤利西斯穿过它时，它们几乎感觉不到速度和密度的变化。当太阳活动达到最大时，不同速度的太阳风就会像地球公转表面附近的太阳风一样交替出现。如果不飞出地球轨道所在的平面，这些关于太阳风的三维结构认知是无法获得的。

可惜的是，尤里西斯只配备了局部探测的仪器，而且只能感受到她附近的太阳风，却看不到用遥感成像的望远镜观测到的太阳表面的图像。事实上，即使安装了遥感设备，尤利西斯也很难太清楚地看到太阳:尤利西斯与太阳的距离约为2AU-4AU(AU是天文单位，表示地球与太阳的平均距离)，是地球与太阳距离的2-4倍。越远越难看清。

太阳追踪器:让你一次看够

这一次，SO将一劳永逸地满足科学家们的所有愿望:接近太阳，飞出地球轨道，用各种波段的遥感仪器透视太阳极地。

要做到这一点，当然要有专门的赛道。借助金星和地球的引力，所以会在发射后的飞行中与金星形成轨道共振关系，并定期相遇。每一次相遇，我们都能借助引力拉近与太阳的距离，逐渐偏离地球的轨道平面。在基本任务的前四年，轨道相对于太阳赤道面的倾角可以达到17度，已经可以比在地球上更清晰地观测到太阳极区。在后期的扩展任务阶段，轨道平面相对于太阳赤道的倾角可以达到33度，太阳极区的观测质量将进一步提高。

当我们分解来自太阳的辐射信号时，我们可以获得关于太阳不同方面的信息。为了获得尽可能多的观测数据，所以配备了多达6台遥感观测仪器。其中，在极紫外波段观测的EUI仪器可以获得色球层、过渡区和低日冕的情况。虽然这类仪器多搭载在以往发射的太阳探测卫星上，但冕洞位置和结构的识别主要依靠这一波段的仪器。但得益于SO独特的观测位置，相信它能为日冕中的精细结构和日冕加热、太阳风加速等重要物理过程带来新的信息。对于磁场本身的观测，x光仪器是以可见光的塞曼效应为基本原理的。通过分析太阳光的偏振状态，我们可以获得太阳球磁场的极性和强度。

在椭圆轨道上也是如此。轨道到太阳的最近距离约为0.28AU，最远距离接近1AU，相当于在地球轨道上来回一圈。除了可以直视太阳的望远镜般的遥感观测仪器外，SO还配备了四个局部探测仪器，以“感受”其所在位置的磁场和等离子体参数。在离太阳越来越近和越来越远的过程中，SO可以记录这些参数在逐渐远离太阳时的变化，这样科学家就可以准确地知道太阳风和日冕物质抛射从太阳到地球的旅程中发生了什么变化——这对空之间的精确天气预报同样重要。

2018年8月发射的帕克太阳探测器(PSP)是一对实力不同的搭档。虽然PSP没有SO那么丰富的遥感仪器，轨道也基本在地球公转面内，但是它与太阳的最小距离比SO小，可以探测到日冕加热和太阳风加速的最原始过程。因此，丰富的遥感观测数据和不同日心距离的局部探测数据可以为揭示PSP数据的背后的秘密提供丰富的线索。总之PSP和SO的组合，势必能在日光层的江湖上大放异彩。

科学不仅能满足人类的好奇心，为新技术提供理论来源，还能让人类免于恐惧。当时，人类对太阳的科学知识几乎为零，但一场自然的日食也会给人们带来恐慌。当现代人习惯于电力、卫星定位、卫星通信和越洋飞行带来的便利时，来自太阳的风暴是现代生活和空间活动的真正威胁。如果未来的某一天，灾难真的来了，我们能否冷静预测它的发生，并做好全方位的准备，取决于我们对空之间的太阳和天气的科学认识。可以预计，PSP和SO前所未有的观测位置将使我们更好地了解我们的家园太阳。

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据卫风说。com:2020年2月9日，在宝贵的发射窗口(晚上11点03分开启)的两个小时内，一艘两吨重的飞船携带阿特拉斯V火箭从卡纳维拉尔角发射up 空奔向太阳。这是太阳轨道飞行器，一个太阳轨道飞行器。它是美国国家航空航天局(NASA)和欧洲航天局(ESA)的合资企业。这要花费数亿美元。该航天器旨在来到太阳的两极，观察它们的变化，并花十年时间研究太阳的奥秘。

通过观察两极，科学家可能能够理解为什么太阳在最大和最小活动期之间有大约11年的太阳周期。观测结果可能解释太阳活动的一些关键信息，如太阳耀斑、太阳风、太阳磁场和被称为太阳“极冠”的日珥，帮助人们更好地了解这颗恒星以及它将如何影响太阳系。

在过去，唯一飞越太阳极点的航天器是尤利西斯，它于1990年发射。在2009年退役之前，它绕太阳飞行了三圈，最接近太阳时距离太阳1.93亿公里，让研究人员对太阳表面一览无余，为研究人员提供了大量关于太阳磁场及其表面活动的新信息。

2018年8月发射的帕克太阳探测器是目前距离太阳最近的人造物体。它于2018年11月完成了首次轨道运行，以每小时21.4万英里的速度掠过太阳，距离太阳表面和日冕不到1500万英里。

现在，太阳轨道飞行器(Solar Orbiter)太阳轨道飞行器将通过水星的轨道，在距离太阳只有4200万公里的地方尽可能近地飞行。

为了接近太阳而不熔化仪器，太阳轨道飞行器需要承受极高的温度和比地球轨道高13倍的阳光。因此，除了多种探测仪器，探测器还配备了先进的隔热罩，包括可以反射热量的铝箔，铝箔可以保护航天器，25cm的间隙可以将多余的热量散发到太空中空。

为了给自己降温，太阳轨道器的隔热板会一直朝向太阳，这样飞船就可以在阴影中运行。太阳轨道器中的10个科学仪器将用于收集来自太阳的带电粒子流、太阳的磁环境和辐射等属性的信息。

按照计划，Solar Orbiter将于今年6月到达第一个近日点，距离约为7500万公里，约为一个天文单位的一半。预计2022年10月到达另一个近日点，距离约4500万公里。2025年3月，它将从另一个极点穿过太阳。

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据快科技报道:欧洲航天局将于本周日从佛罗里达州卡纳维拉尔角发射一颗太阳轨道探测器。报道指出，该飞行器是与美国宇航局共同研发的，有望为科学家带来前所未有的关于太阳大气、风和磁场的信息。同时，它还将首次获得一些未知的恒星极地图像。

据悉，金星和水星飞行后，这个探测器将达到24.5万公里/小时的最大速度，运行在距离太阳表面4200万英里的轨道上。探测器配备了10台最先进的仪器来记录观测结果。科学家希望这些观测数据能为太阳风和耀斑的形成带来一些线索。

任务负责人安妮·帕克罗斯(Anne Pacros)说:“这项实验的目的是了解太阳如何创造和控制日光层(太阳结构中稀薄大气的最外层，其中充满了太阳风等离子体)。”

风和耀斑释放出数十亿高度带电的粒子，这些粒子将撞击包括地球在内的行星。然而，尽管经过几十年的研究，科学家对这些现象仍然知之甚少。

据了解，该任务将于当地时间周日23时在肯尼迪航天中心发射。预计历时9年，耗资约15亿欧元。