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原文作者：Jonathan O'Callaghan
歐洲航天局的太陽軌道載具（Solar Orbiter）將為開啟太陽科學的“黃金時代”做出貢獻。
更新：太陽軌道載具已於2月9日按計劃發射。
歐洲航天局即將發射一個航天器，在有史以來最近的位置拍攝太陽的照片，讓科學家們首次看到這顆恆星從前不為人知的兩極地區。該航天器被稱為“太陽軌道載具（Solar Orbiter）”，它將與其它一系列太空任務和望遠鏡，共同開啟太陽研究的新紀元。
藝術效果圖：太陽軌道載具（左）和美國航空航天局的帕克太陽探測器將同時對太陽展開觀測。圖片來源：太陽軌道載具：ESA/ATG medialab；帕克太陽探測器：NASA/Johns Hopkins APL
倫敦帝國理工學院的Helen O’Brien表示：“還從未有人能在離太陽這麼近的地方拍攝照片。”她負責管理太陽軌道載具的磁力儀，NASA也參與了相關的工作。“我們應該能看到一些漂亮的照片。”
2月9日，耗資5億歐元（5.5億美元）的太陽軌道載具將從佛羅里達的卡納維拉爾角發射升空。這個航天器上裝備有十種儀器，它的第一階段任務是用十年的時間進入水星軌道。
O’Brien說，它的主要目的是研究太陽與太陽圈之間的相互作用。“能量會從太陽表面傳播到星際空間，搞清楚這個過程是一件非常重要的事情。”
近距離接觸
這個航天器最終的軌道將離太陽非常近，最近的地方只有4200萬公里，即0.28個天文單位（地球與太陽之間的距離為1個天文單位）。在金星引力的協助下，航天器大約需要兩年的時間來到達這個軌道。
科學家們還希望利用太陽軌道載具，來研究到底是什麼為太陽風提供了動力。太陽風是以每秒數百公里的速度，離開太陽外層大氣（稱為日冕）的粒子流和等離子體流。由於距離太陽很近，太陽軌道載具可以在太陽風的高能粒子因漫長的星際旅行而改變性質之前，就對它們的原始狀態進行測量。
太陽軌道載具的主要科研任務階段將於2021年11月開始，持續四年的時間。但是，如果任務得以延長（ESA的科學家也希望如此），該航天器將就進入第二階段，這將使其可以首次對太陽的兩極進行拍攝。任務控制人員將花幾年的時間，利用金星的引力，增加航天器軌道與行星軌道面之間的夾角，當傾斜角最大增加到33度時，太陽軌道載具將能夠向上越過太陽。
“我們將逐步飛出黃道面，首次一窺太陽兩極的真容，”Daniel Müller說，“我們認為，這是更好地瞭解太陽磁場活動週期的關鍵，因為每過11年的時間，太陽的磁極性就會發生變化，導致北極和南極互換。”Müller是太陽軌道載具項目的一名科學家、歐洲航天局歐洲空間研究與技術中心（European Space Research and Technology Centre）的太陽物理學家。在此前的任務中，ESA和NASA的尤利西斯號探測器（Ulysses spacecraft）曾在1990年代和2000年代飛越過太陽的兩極，但尤利西斯號上並沒有相機。
太陽軌道載具上大部分由太陽能驅動的儀器設備，都有一層40釐米厚的鈦防護罩。儘管它的前部將承受500°C的高溫，但是因為防護罩的保護和宇宙的真空環境，位於其正後方的儀器溫度將保持在50°C以下。
這些儀器中包括若干攝像頭，它們將透過防護罩上的小孔，在比以往任何航天器都靠得更近的位置，拍攝太陽的圖像。而航天器後方伸出的一個4.4米的長臂上，安裝著磁力儀等儀器，可以測量太陽風的磁場。
輪番上陣
在太陽軌道載具之前，NASA於2018年8月發射的帕克太陽探測器（Parker Solar Probe）已經飛向太陽。帕克探測器即將成為距離太陽最近的航天器（僅0.04 個天文單位），但它並沒有攜帶可以直接為這顆恆星拍照的相機。
“這兩項任務研究的是同一門科學，但使用的是不同的方法，”美國宇航局科學任務理事會（Science Mission Directorate）太陽物理學研究負責人Nicola Fox說，“肯定會有太陽軌道載具儀器全開、帕克太陽探測器也距離非常近的時刻。我們會進行一些非常酷的科研協作。 ”
Nour Raouafi來自約翰霍普金斯大學應用物理實驗室，是帕克太陽探測器項目的一名科學家。他表示，該航天器將與剛剛於上月發佈了第一組照片的夏威夷井上太陽望遠鏡（Daniel K. Inouye Solar Telescope）一道，共同成為“史無前例”的太陽研究熱潮的一部分。“下一個十年，將會是太陽和太陽物理學研究的黃金時代。”
原文以Spacecraft will take first-ever images of Sun’s elusive poles為標題發表在2020年2月8日的《自然》新聞上
© nature
Nature|doi:10.1038/d41586-020-00365-1
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