这颗新的太阳轨道器将探测太阳上一些最隐秘的斑点

一艘欧洲太空探测器即将发射，其具体任务是做每个孩子都永远不会做的事情——直视太阳。

太阳光的强度使大多数摄像系统（无论是柔软的眼睛还是坚硬的 iPhone）都无法看清。但最新太阳卫星的窥视者并非大多数摄像系统。欧洲航天局的太阳轨道器定于 2 月初发射，它将与美国宇航局的帕克太阳探测器一起研究离我们最近的恒星神秘的太阳风和磁场。虽然太阳轨道器不会像它的探索伙伴那样近距离接触，但它将使用其独特的仪器对恒星进行前所未有的测量，包括备受期待的首次瞥见太阳两极——这是目前的太阳观测站所缺乏的视角。

美国宇航局太阳物理科学部主任尼基·福克斯 (Nicky Fox) 在周一的新闻发布会上表示：“这些航天器本身就表现出色，但当你将它们组合成这个系统观测站时，它们的功能就会强大得多。我们很高兴欢迎太阳轨道器加入我们的舰队。”

经过几年的推迟，欧洲航天局 (ESA) 终于将其太阳轨道器送至佛罗里达州肯尼迪航天中心，NASA 正在为最早于 2 月 7 日发射做准备。进入太空后，它将在 5 月开始初步数据收集，并与 NASA 的帕克太阳探测器协调测量，帕克太阳探测器将第五次接近太阳。这艘耗资 15 亿美元的太阳轨道器随后将经历为期一年的旅程——绕太阳、金星和地球飞行，直至到达预定位置——然后于 2021 年 11 月开始全面科学运行。

虽然轨道器与帕克拥有不同的技能，并且前往不同的太阳区域，但两个探测器都代表着解开同一核心谜团的互补尝试：一颗搅动的恒星位于我们太阳系的中心，向外抛出带电粒子阵，干扰我们的通讯系统，但同时保护我们免受星际空间危险的银河射线的伤害。太阳物理学家知道太阳不断变化的磁场在向外推这些粒子方面发挥着作用，但目前还无法预测这些保护性微风何时会演变成破坏性强风。

太阳轨道器将使用两套仪器研究太阳。第一套是一套四台所谓的“原位”设备，它们固定在一根 12 英尺长的杆上，可以直接测量太阳周围的和风，就像用湿手指插在空中一样。除了一种可以检测质子和电子太阳风中重金属痕迹的新工具外，这套设备在很大程度上复制了帕克的感官。这种冗余将给研究人员带来好处，他们很快就能在距离太阳相对较近的两个点比较太阳风（从太阳向各个方向喷涌而出的风）。这与气象学家在地球上使用的气象站数量相差甚远，但比只有一个气象站要好得多。

随着未来七年任务的进展，第二套仪器将使这颗轨道器越来越与众不同。与帕克不同，它配备了六台遥感仪器——这些望远镜将利用从 X 射线到可见光等各种方式来探测太阳表面。

这颗新轨道器将于 2021 年睁开眼睛，最终将拍摄到迄今为止距离太阳最近的恒星照片，距离太阳仅 2600 万英里。这大约是地球与太阳之间距离的四分之一，位于水星轨道内。帕克已经进行了近距离拍摄，但它没有携带能够直接观察这颗炽热星球的相机——而是专注于对内部风进行采样。太阳轨道器的面向太阳的望远镜安全地放置在航天器内部，隐藏在隔热罩后面。到时候，观察口将打开，刚好能让拍摄照片所需的阳光照进来。

有了这两套仪器，研究人员希望太阳轨道器能帮助他们追溯太阳风在太阳表面的根源。“[它将]理想地首次提供对太阳风的首次全面观测，首先确定太阳风在太阳上的来源，然后测量它在太阳大气层外流动以及到达和经过我们的航天器时的所有特性，”欧洲航天局太阳轨道器副项目科学家 Yannis Zouganelis 说。

随着时间的推移，该轨道器将利用与金星的进一步接触，使其轨道偏离地球和其他行星围绕太阳赤道所在的平面。到达倾斜 33 度的轨道后（如果绕地球飞行，其高度将达到北非或德克萨斯州达拉斯），它将拍摄太阳南北两极的第一张照片。在这里，模拟预测黑暗的空洞（在紫外线下可见）会喷出大量的风。目前从赤道轨道拍摄的图像只捕捉到了这些看不见的区域的边缘，一些科学家怀疑这可能预示着未来几年太阳活动的强度。

独特的视角还将帮助研究人员获得两极和其他地方磁场的完整三维图像。其他天文台已经能够测量磁场强度并估计其指向哪个方向，但试图在地球上做到这一点就像闭着一只眼睛估计深度一样。“我们的太阳风和日冕物质抛射模型在获得正确的太阳磁场方面存在关键重叠，”前 NASA 项目科学家 Chris Cyr 说。“到目前为止，我们已经做了很多假设，这将使我们有机会对此进行检查。”

太阳风之谜已经存在了几十年，但随着太阳轨道器和帕克太阳探测器的出现，一些答案可能最终浮出水面。“这是太阳物理学的黄金时代，”福克斯说。“我们不得不等待很长时间才能让技术准备就绪。”