太陽(yáng)是太陽(yáng)系中最為重要的天體，它占據(jù)整個(gè)太陽(yáng)系99.86%的質(zhì)量，產(chǎn)生了強(qiáng)大的萬(wàn)有引力，將太陽(yáng)系內(nèi)眾多的行星和小行星“束縛”在它的周?chē)?。在維系著相對(duì)穩(wěn)定的太空環(huán)境同時(shí)，每時(shí)每刻都在向外釋放大量的光和熱。我們地球之所以能夠孕育出生命，除了地球本身所固有的“優(yōu)秀基因”以外，太陽(yáng)提供的充足能量功不可沒(méi)。
長(zhǎng)期以來(lái)，人類(lèi)對(duì)太陽(yáng)的研究，可以說(shuō)都是通過(guò)地面的觀測(cè)設(shè)備進(jìn)行的。從上世紀(jì)中葉開(kāi)始，人們向近地軌道和宇宙空間發(fā)射了眾多衛(wèi)星和探測(cè)器，它們的主要觀測(cè)對(duì)象，無(wú)非是地球、月球以及太陽(yáng)系內(nèi)的其他行星和衛(wèi)星。由于太陽(yáng)的遙遠(yuǎn)、太陽(yáng)的強(qiáng)大引力以及太陽(yáng)表面無(wú)比炙熱的環(huán)境，一度讓人們對(duì)之“望而卻步”。
這一狀況，從2018年開(kāi)始得到了改變。2018年8月12日，由美國(guó)NASA研制的帕克太陽(yáng)探測(cè)器，在肯尼迪航天中心成功發(fā)射，該探測(cè)器是人類(lèi)歷史上首個(gè)近距離觀測(cè)太陽(yáng)、并有可能抵達(dá)太陽(yáng)外大氣層開(kāi)展工作的人造物體。在該年的11月5日，帕克太陽(yáng)探測(cè)器已經(jīng)首次進(jìn)入軌道的近日點(diǎn)，此后，在金星引力的“輔助下”，探測(cè)器在環(huán)繞太陽(yáng)運(yùn)行的過(guò)程中，不斷調(diào)整和“壓低”自己的位置，最終會(huì)在2025年到達(dá)距離太陽(yáng)僅610萬(wàn)公里的太陽(yáng)外大氣層。
除了美國(guó)的帕克探測(cè)器外，歐洲航天局也有一個(gè)以太陽(yáng)為觀測(cè)對(duì)象的探測(cè)器，只不過(guò)“名氣”沒(méi)有帕克大罷了。這顆太陽(yáng)軌道探測(cè)器是由歐洲航天局和美國(guó)NASA共同研制的，并于2020年2月10日成功發(fā)射，被譽(yù)為第二個(gè)“太陽(yáng)使者”。
歐航局的太陽(yáng)軌道探測(cè)器，從運(yùn)行軌道上看，它沒(méi)有美國(guó)帕克探測(cè)器如此近地接近太陽(yáng)，只是在地球和地球之間的太陽(yáng)軌道、高于黃道面的區(qū)域進(jìn)行觀測(cè)。3月7日，該探測(cè)器在距離太陽(yáng)約7500 萬(wàn)公里時(shí)，剛好處于太陽(yáng)和地球中間的位置，利用攜帶的極紫外成像儀拍出了迄今為止最為清晰的太陽(yáng)圖像，在圖像中顯示了太陽(yáng)完整的圓盤(pán)和外層大氣日冕形態(tài)。
這張圖像的分辨率達(dá)到了9148 x 9112，也就是說(shuō)超過(guò)了8300萬(wàn)像素，其分辨率足足高出4K高清電視的屏幕分辨率的10倍。由于極紫外成像儀的空間分辨率如此之高，所以在這個(gè)距離上，它單張拍攝的照片不能覆蓋整個(gè)太陽(yáng)。于是它在地面控制中心的指令下，利用4個(gè)小時(shí)的時(shí)間，連續(xù)拍攝了25張?zhí)?yáng)不同位置的圖像，最后傳回地面以后，研究人員將它們“拼接”在了一起，形成了目前這張最清晰的太陽(yáng)圖像。
我想很多人都要問(wèn)，太陽(yáng)軌道探測(cè)器和帕克探測(cè)器既然觀測(cè)對(duì)象都是太陽(yáng)，那么為什么要發(fā)射兩顆呢？它們之間有什么區(qū)別？發(fā)射兩顆的原因很簡(jiǎn)單，一個(gè)是美國(guó)自己研制的，另一個(gè)是歐航局研制的，美國(guó)探測(cè)器的研制技術(shù)和觀測(cè)成果，不會(huì)那么容易拿給大家分享，所以歐航局為了研究的需要，只能“另起爐灶”。
至于二者的主要區(qū)別，就是它們攜帶的儀器不一樣，探測(cè)的重點(diǎn)也就不一樣。美國(guó)帕克探測(cè)器上攜帶的儀器設(shè)備較為豐富，主要包括電磁場(chǎng)調(diào)查和宇宙塵埃探測(cè)器，太陽(yáng)風(fēng)電子、阿爾法粒子與質(zhì)子調(diào)查器，太陽(yáng)風(fēng)寬視場(chǎng)成像儀等，既可以探測(cè)從太陽(yáng)大氣中噴射出的等離子體，還能探測(cè)到太陽(yáng)磁場(chǎng)、電場(chǎng)、塵埃、太陽(yáng)風(fēng)高能粒子等，很多是歐洲探測(cè)器無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。
而歐洲太陽(yáng)軌道探測(cè)器，雖然從整體上功能不如帕克豐富，但它也有自己的長(zhǎng)處，那就是專(zhuān)一性強(qiáng)。歐洲太陽(yáng)軌道探測(cè)器總共攜帶了10個(gè)儀器，有9個(gè)是由歐航局以及成員國(guó)提供的，另外一個(gè)是美國(guó)NASA提供的SoloHl儀器，同時(shí)美國(guó)還提供了太陽(yáng)分析儀中的一個(gè)重要部件-重粒子傳感器。這些儀器的主要功能，就是為了監(jiān)測(cè)太陽(yáng)大氣的特征和活動(dòng)情況，從而為人類(lèi)預(yù)測(cè)太陽(yáng)的活動(dòng)周期特別是應(yīng)對(duì)日冕層爆發(fā)提供觀測(cè)數(shù)據(jù)。因此，如果將帕克探測(cè)器看做一個(gè)考上綜合性大學(xué)的話(huà)，那么太陽(yáng)軌道探測(cè)器就是上了一個(gè)專(zhuān)業(yè)性的大學(xué)。
除了拍到太陽(yáng)的高分辨率圖像以后，太陽(yáng)軌道探測(cè)器上的日冕環(huán)境光譜成像儀，也有突出的貢獻(xiàn)，它拍到了一系列太陽(yáng)的完整圖像，然后通過(guò)與不同元素的豐度相對(duì)應(yīng)，測(cè)出了太陽(yáng)日冕層的不同溫度。在 SPICE 圖像序列中，紫色對(duì)應(yīng)溫度為1萬(wàn)攝氏度的氫，藍(lán)色對(duì)應(yīng)3.2萬(wàn)攝氏度的碳，綠色對(duì)應(yīng)32萬(wàn)攝氏度的氧，黃色對(duì)應(yīng)63萬(wàn)攝氏度的氖。
通過(guò)上述系列圖像，可以讓我們很容易在太陽(yáng)的低層大氣中，追蹤到日冕層異常強(qiáng)烈的噴發(fā)。與此同時(shí)，該探測(cè)器還可以幫助科學(xué)家們研究一個(gè)關(guān)于太陽(yáng)最令人費(fèi)解的問(wèn)題，那就是太陽(yáng)表面的溫度才6500攝氏度，而外面的日冕層卻高達(dá)上百萬(wàn)攝氏度。相信通過(guò)太陽(yáng)軌道探測(cè)器后續(xù)的觀測(cè)，能夠讓我們從根本上解決這個(gè)難題。
除此之外，在接下來(lái)的數(shù)年內(nèi)，太陽(yáng)軌道探測(cè)器還會(huì)逐漸調(diào)整它的觀測(cè)方向，重點(diǎn)觀測(cè)太陽(yáng)的“兩極”地區(qū)，這可是人類(lèi)歷史上從來(lái)還沒(méi)有觀測(cè)到的地方，期待它的后續(xù)優(yōu)異表現(xiàn)！
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