中国将发射航天器离开黄道面以研究太阳极地

角落里的搬运工 2025-02-28 10:34:14

X射线从太阳上流出,这是由NASA的太阳动力学天文台(Solar Dynamics Observatory,SDO)拍摄的第一张太阳照片,叠加在NASA NuSTAR拍摄的照片上。视野覆盖了太阳的西缘。图片来源:NASA/JPL-Caltech/GSFC

赫尔辛基——中国计划将一个空间天文台送出黄道面,以执行研究太阳极地的任务。

太阳极轨天文台目前计划于2029年发射。航天器将在木星进行引力辅助机动,改变其航向进入围绕太阳的高倾角轨道,从而能够观测太阳的极地。

围绕太阳极地的轨道将提供一个视角,提供关于太阳磁活动周期和高速太阳风的独特数据。这个视角对于理解直接影响地球空间天气和技术基础设施的现象至关重要。

发射日期来自国家空间科学中心(National Space Science Center,NSSC)的罗冰显,他在本月早些时候于奥地利维也纳向和平利用外层空间委员会(Committee on the Peaceful Uses of Outer Space,COPUOS)的科学和技术小组委员会提供了中国空间天气能力的概述。

只有少数航天器离开了黄道面,黄道面是包含地球轨道的几何平面,向外延伸穿过太阳系,并与大多数行星对齐。1990年发射并活跃至2009年的尤利西斯(Ulysses)任务相对于黄道面以约80度的角度围绕太阳运行以进行太阳观测。根据早期的期刊文章,中国的太阳极轨天文台预计将以约60-70度的倾角运行。

太阳极轨探测器任务是中国广泛的国家空间科学中长期发展规划(2024-2050)的一部分,该计划于10月发布。

科学目标和有效载荷

根据罗冰显的介绍,天文台旨在提供首次太阳极地区域的正面成像观测,揭示太阳磁活动周期的起源。根据演示文稿,它还将制作太阳-行星际空间的“云图”。

太阳极轨天文台将配备一套先进的仪器以实现其科学目标。其遥感仪器包括磁场和日震成像仪,用于分析太阳的磁场和内部振荡,以及极紫外太阳望远镜,用于捕捉高能太阳辐射。航天器还将携带可见光日冕仪和大角度日冕仪,进行太阳日冕和太阳风结构的详细观测。低频无线电光谱仪将研究太阳无线电爆发,而X射线成像望远镜将提供关于高能太阳事件的重要见解。

补充这些观测的是原位仪器,包括太阳风离子分析仪、高能离子分析仪和磁力计。这些将直接测量太阳风特性和行星际磁场,有助于全面理解太阳活动及其对日球层的影响。

更广泛的太阳研究

太阳极轨天文台将不是中国首个专注于研究太阳的任务。这个荣誉属于2021年10月发射的中国Hα太阳探测器(Chinese H-alpha Solar Explorer,CHASE)。该任务也被称为羲和一号(Xihe-1),在Hα波段观测太阳,提供关于太阳活动的宝贵数据。

随后是2022年10月发射的先进空间太阳天文台(Advanced Space-based Solar Observatory,ASO-S)。该探测器也被称为夸父一号(Kuafu-1),专注于观测太阳耀斑、日冕物质抛射和太阳磁场。中国还可能发射羲和二号(Xihe-2)从日地L5拉格朗日点观测太阳。

其他空间机构也参与了先进的空间太阳研究。NASA于2018年发射了帕克太阳探测器(Parker Solar Probe),并在12月以接近太阳610万公里的距离飞行。该航天器为科学家提供了关于太阳风和日冕的关键数据。

欧洲航天局(European Space Agency,ESA)和NASA的合作太阳轨道器(Solar Orbiter)任务于2020年发射,携带了一套用于高分辨率成像和原位测量的仪器,能够详细研究太阳活动及其对日球层的影响。

印度的Aditya-L1于2023年9月发射,位于日地L1点,携带七个有效载荷用于研究太阳大气、磁场和太阳风。同时,ESA的Proba-3任务由一个掩星仪和日冕仪航天器组成,以精确的编队飞行模拟日全食,以便研究太阳日冕。

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