星系和宇宙航天時代：太陽探測57年

□ 聞新 龍弟之

星系和宇宙航天時代：太陽探測57年

□ 聞新 龍弟之

第一顆太陽探測衛星——先驅者5號衛星

自從人類進入航天時代以來，科學家們就一直運用衛星探測器來研究探索太陽的內部和外部情況。由美國宇航局研制的先驅者5號，是一顆自旋穩定衛星，重量43千克，結構由直徑0.66米的球體外加四個邊長1.4米的太陽帆板組成。它于1960年3月11日發射，它的主要任務是探索地球與金星之間太陽耀斑對磁場的影響。它是人類第一次實現了行星際探測的飛行器，首次驗證了行星際磁場的存在。

由于先驅者5號探測器沒有攜帶相機載荷，所以沒有傳回具體圖像數據，盡管如此，先驅者5號依然是美國宇航局先驅者系列計劃中最成功的探測器。

距離太陽最近的探測器——太陽神號探測器

由于太陽的高溫高輻射等惡劣空間環境特性，所以對近距離觀測太陽的探測器的要求十分嚴格乃至苛刻。“太陽神號”是為數不多的太陽近距離日心軌道探測器，其包括太陽神-A和太陽神-B兩顆姊妹探測器。物面反射器的溫度達到400攝氏度，太陽帆板達到128攝氏度的情況下，仍然能夠正常工作。兩顆探測器分別于1974年12月10日和1976年1月15日發射升空，其主要任務是幫助科學家探測太陽風、行星際磁場、宇宙射線等。

“太陽神號”至今還保持著相距太陽最近的記錄，它相比水星還略微靠近太陽。同時，它還是歷史上飛行速度最快的人造天體，速度為每秒70千米。目前，兩顆太陽神號探測器已經停止工作，但仍然在繞太陽運行的橢圓軌道中漂泊。

太陽極低軌道探測器——尤利西斯太陽探測器

1990年10月6日，美國發現號航天飛機將歐美共同研制的尤利西斯號太陽探測器送入太空，探測器重385千克，以钚核反應堆作動力，運行在太陽極地軌道上。

“尤利西斯號”進入太空后，首先飛往木星，然后通過重力彈弓效應變軌進入過太陽南、北極的繞太陽飛行的圓形軌道。軌道離太陽最遠時為8億千米，近太陽點為1.93億千米，探測器可以對太陽表面全方位地觀測。它探測太陽兩極，以及太陽周圍巨大磁場、宇宙射線、 宇宙塵埃、γ射線、X射線、太陽風等等。在星際旅途中，它還發現了比人類之前所已知的多30余倍的宇宙塵埃進入太陽系。

2009年，由于钚燃料能量逐漸減弱，發電機無法提供足夠的熱量暖化燃料。這顆設計壽命僅為5年的探測器，在軌工作了17年后，“凍死”在遙遠的星空。

“太陽神號”是德國和美國聯合研制的探測器，它能夠承受很高的太陽輻射熱負荷。當天線系統拋

SOHO探測器

提起SOHO，不少人可能首先會把它和某個地產公司聯系起來。但這里談到的SOHO并非房地產項目，而是1995年發射的“太陽和日球層探測器”（Solar and Heliospheric Obs）的簡稱。

SOHO是歐美兩大宇航局聯合研制的太陽觀測器，用以研究太陽的結構、化學組成、太陽內部的動力學、太陽外部大氣的結構及其動力學、太陽風與太陽大氣的關系。該探測器重610千克，被部署在L1拉格朗日點上。在該點，環繞太陽公轉所需的向心力是經地球重力抵消后的太陽重力，而公轉周期與地球相同，因此可停留在相對位置上。

今天SOHO仍然在軌工作，從入軌工作至今它已經傳回了大量太陽風暴、色球層和日冕的壯觀圖像；在觀測太陽的同時，它還發現了2000顆掠日彗星。

起源號探測器

由美國宇航局研發的起源號探測器，于2001年8月8日發射升空，它的任務是搜集太陽風粒子，用于研究太陽系的起源和演化等方面問題。為了避免地球磁場對太陽風粒子污染，“起源號”大部分時間工作在L1拉格朗日點附近。

“起源號”還是一顆返回式衛星，它也是自1972年阿波羅17號帶回月球土壤樣本以來的第一顆帶回空間樣本的衛星探測器。盡管在探測器返回艙返回地球時發生意外，導致返回艙高速撞擊墜落在美國猶他州沙漠上，造成采集的樣品受到污染，但是科學家們還是花費了4周時間恢復了大量樣品。

編隊協作探測器——日地關系觀測臺

2006年10月發射的日地關系觀測臺簡稱STEREO，由包括美國、英國、法國、德國、比利時、荷蘭及瑞士等多個國家聯合研制。該探測器由兩顆相距180度的探測器組成，部署于太陽兩側，一顆總在地球前進方向的前方，另一顆總在后方，以此獲取太陽的3D立體圖像。同時該觀測臺能在三維空間中研究日冕噴發物質，這些噴發物質會影響地球磁場，甚至會產生磁暴危害在軌衛星和飛船，嚴重時還會干擾地面上的電氣設備。因此航天領域的專家們希望通過日地關系觀測臺對太陽的觀測，使未來能夠更好地預測磁暴。

日出號衛星

目前對太陽進行探測的衛星，大部分都處在離太陽較遠的軌道，由于地球大氣環境并不影響對太陽的觀測，有些探測器直接選擇繞地球飛行，2006年9月22日發射的日出號衛星便是其中之一。

日出號衛星由日本、美國和英國聯合研制，運行在準圓形的太陽同步軌道，近地點為280千米，遠地點為686千米。這顆衛星的主要任務是觀測太陽磁場的精細結構，研究太陽耀斑的爆發活動，拍攝高清晰度的太陽圖像。

在衛星上所裝載的科學設備儀器能夠有效探測可見光、紫外線，以及X射線；同時能夠觀測太陽的磁場活動，為研究太陽黑子和太陽風提供重要數據；除此之外還能研究太陽磁場和日冕之間的相互作用。

進入太陽大氣層的探測器——帕克太陽探測器

自2015年以來，美國宇航局制定了一個“帕克太陽探測器”計劃（Parker Solar Probe），以天體物理學家尤金·帕克的名字命名。帕克曾成功預測出超音速太陽風，它是一種太陽噴射出來的帶電粒子，時速可達100千米以上的“風”。

“帕克太陽探測器”預計2018年6月19日沿橢圓形軌道發射，隨后進入水星軌道，它將利用重力式制動方式反復飛越金星，以便更加靠近太陽，最終飛進太陽表面。它也將成為人類制造的飛行速度最快的物體。預計 2025 年6月14日，將接近太陽大氣層，整個飛行過程需要花費6年11個月的時間。

責任編輯：陳彩連