太空探索－指定教材

第八章 探索太空的秘密

8.2  从太空观测太阳（2）

8.2.3 未来的太阳观测

1. Solar-B卫星

Solar-B卫星由日本和美国联合研制，计划于2005年9月发射。Solar-B卫星上有可见光、EUV和X射线仪器，能连续地、高精度地测量太阳磁场和速度场，研究太阳磁场与日冕间的相互作用。这些测量结果可使人们进一步了解太阳磁场的变化，以及这种变化怎样调制太阳的总辐照度并进而影响空间天气的。图8-9给出了Solar-B卫星的结构。卫星的轨道是围绕地球运行的太阳同步轨道。

2. 日地关系观测飞船

两艘运行在地球轨道的飞船，一艘先于地球，另一艘滞后于地球，同时从不同的角度对日冕进行观测，如图8-10所示，这是美国计划于2004年发射的日地关系观测(Solar Terrestrial Relations Observator, 简称STEREO)飞船的位置示意图。

STEREO 1先于地球，可观测太阳的西边；STEREO 2滞后于地球，可观测太阳的东边日冕环一般不是孤立的，沿着视线常常伴随着其他结构。日本发射的Solar-A卫星得到的图片显示，环明显地与邻近的环相互作用。如果没有立体观测，则不能分辨环的亮度是沿视线合成的结果，还是环相互作用的结果。X射线和EUV日冕的立体观测可分辨日冕的结构变化。STEREO飞船可对从太阳到地球的空间扰动进行成像和追踪，连续地确定行星际激波的位置。

3. 太阳探测器

太阳探测器(Solar Probe)是美国用于探测太阳的飞船，计划于2007年2月发射。其基本目的是确定快速和慢速太阳风在太阳活动最大和最小时的加速过程和源区；确定加热日冕的能源的位置；辨别能量粒子的加速机制和源的位置。Solar Probe飞船携带的仪器有极紫外成像仪、磁像仪和全天空日冕成像仪。Solar Probe飞船的轨道采用木星引力助推作用，到太阳的最近距离是4RS。在发射一年后与木星相遇，利用木星的引力助推作用，使Solar Probe飞船的飞行路线为通过太阳的北极、赤道和南极。这将是Solar Probe在太阳活动最大期间第一次通过近日点(见图 8-11)。图8-11中带有刻度的轨道是Solar Probe飞船的轨道。

4. 太阳动力学观测平台

太阳动力学观测平台(Solar Dynamics Observatory， 简称SDO)是美国与星同在计划的重要组成部分，它的基本目的是了解太阳变化的特征和源。携带的仪器有磁成像仪、EUV监测器、日冕仪和太阳大气成像仪等。SDO计划于2007年发射。

5. 太阳舰队

太阳舰队的目的是了解太阳耀斑的发生和演变过程，发现、了解太阳现象与地球空间扰动之间的内在联系；确定内日球太阳风的结构和长期变化；确定能量粒子怎样以及在哪里释放和加速。太阳舰队分为两部分： 一部分是内日球舰队，由4颗几乎相同的飞船组成，但它们的日心轨道半径不同。每个飞船都携带遥感和实地探测仪器，连续探测太阳的大尺度特征。另一部分是太阳远边舰队，是一颗三轴稳定的飞船，位于日地系统的第三个拉格朗日点(L3)。除了这两部分外，与星同在计划还将在L1点附近运行一组飞船，也称第二代STEREO飞船。

6. 太阳极区观测台

太阳极区观测台利用太阳帆推进技术，从高纬观测太阳，以便确定极区磁场结构，发现日冕变化的源。主要测量日冕和极区磁场的特征、太阳风、行星际磁场和高能粒子。

7. 太阳轨道站

太阳轨道站(Solar Obiter, 简称SO)是欧洲空间局计划发射的飞船，该飞船利用电推进技术，并多次利用金星的引力助推作用改变轨道，以便观测太阳的不同纬度。SO到太阳的最近距离是45RS(0.21AU)。SO的主要目的是在接近太阳处实地测量太阳等离子体、磁场和粒子的性质以及动力学过程；使用高分辨率的遥感仪器研究太阳磁化大气的小尺度结构和动力学过程；观测太阳极区和赤道地区的日冕特征。

SO上包括实地测量仪器和遥感仪器。日球实地测量仪器包括太阳风分析器、射电和等离子体波分析器、磁强计、能量粒子探测器、行星际尘埃探测器、中性粒子探测器和太阳中子探测器；遥感仪器包括EUV全太阳高分辨率成像仪、高分辨率EUV光谱仪、高分辨率可见光望远镜、EUV和可见光日冕仪、辐射计。

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