2006年9月23日,日本当地时间6时36分(北京时间9月23日5时36分),日本鹿尔岛县内之浦(Uchinoura)航天中心率先用M—5火箭,发射了由日本、美国和英国及欧洲其他国家联合研制的卫星太阳—B,并进入近地点高度约280千米、远地点高度约686千米、轨道倾角为98.3度的轨道。
科学家希望在太阳—B任务中,通过监控太阳磁场,对太阳耀斑有更多的了解。
主要用途
太阳—B有4大使命：①研究太阳磁场；②研究太阳能量辐射；③研究磁重联等现象；④ 观测太阳大气膨胀等。
由于受观测条件限制,科学家对太阳耀斑具体运作过程始终非常模糊,不清楚为什么以及何时会出现磁场重排。科学家希望通过监控太阳磁场,对太阳耀斑有更多的了解。太阳—B上的仪器,将对磁场的运动和太阳大气层做出的反应进行监测,观测重点集中在耀斑的引爆阶段。通过探测太阳系中发生的最强烈的爆炸,最终对它们发生的时间进行预测。
太阳—B卫星于3周后进入距地面600千米高的太阳同步轨道,从11月开始正式进行观测。它每年能对太阳进行8个多月的全天连续观测,人们希望这个新卫星能帮助人类揭开日冕形成的原因等秘密。
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日全食时,黑暗的太阳外围是银白色的光芒,像帽子似地扣在太阳上,因此称为日冕。日冕是太阳最外围的大气,平时要观测日冕,需要用特别的日冕仪。日冕的范围很大,用日冕仪只可以观测到接近太阳表面的那部分日冕,一般叫做内冕。在此以外的日冕叫做外冕,它的范围达到几个太阳半径甚至更远。
该卫星用于拍摄太阳图像,研究太阳耀斑,重点研究太阳耀斑的喷发阶段,记录太阳磁场是如何储存和释放大量能量,测量太阳磁场运动及其对太阳大气的影响。
太阳耀斑是太阳大气的色球层局部区域突然出现亮斑闪耀,其寿命在几分钟到几小时之间,亮度上升迅速。由于耀斑总是发生在黑子群集中的强磁场区域,因此科学界普遍认为,耀斑的起因是太阳磁场突发的重新排布。当“扭缠”磁场中储存的能量突然释放时,就会发生太阳耀斑,最大的磁场会产生最大的太阳耀斑。
太阳耀斑对地球有巨大影响,会对地球空间(包括高层大气、电离层和磁场)进行3轮“攻击”。耀斑辐射首先抵达地球附近,与大气分子发生剧烈碰撞,破坏电离层,使它失去反射无线电电波的功能。无线电通信尤其是短波通信,以及电视台、电台广播,会受到干扰甚至中断。高速喷射的带电粒子最快可在耀斑发生30分钟左右到达地球空间,通过多种物理效应对卫星产生破坏作用,使地球通信中断,并严重危及宇宙飞行器内的航天员和仪器的安全。强粒子流与地球磁场相互作用还会产生夜空极光,而平时极光只在地球两极可以见到。了解太阳耀斑成因和原理,也有助于探索在地球以外是否有生命存在。
太阳—B卫星主要关注太阳耀斑的引发阶段,其仪器将对磁场的运动和太阳大气层做出的反应进行监测。它将为了解和预测太阳扰动提供重要信息,帮助人们深入了解和预测太阳对地球造成的影响,如干扰卫星通信、电力电网,以及对远离地球磁场在太空中旅行的航天员带来的安全威胁。太阳耀斑在太阳表面爆发时,可导致地球通信中断。从热量的角度讲,它比火山爆发热1万倍。
主要仪器
该卫星由日本宇宙航空研究开发机构JAXA制造,重约900千克,长4米,宽1.6米,两块太阳能电池翼在太空展开后总长达10米,犹如给卫星安上了两个翅膀。
太阳-B设计寿命3年,装有太阳光学望远镜、太阳X射线望远镜和远紫外成像光谱仪共3台仪器,能够观测太阳发出的可见光、紫外线和X射线。它们将协同测量太阳大气圈的不同层圈,对太阳特性进行连续的同步观测,观测太阳大气层的不同层面及其太阳表面遍布的大气层磁场是如何变化的,帮助人们认识太阳磁场在大气层中随高度变化的具体情况。
依靠这3只“眼”,卫星将重点观测耀斑等太阳活动,对太阳磁场进行研究。科学家希望借助该卫星研究太阳磁场和日冕之间的相互作用,从而加深对太阳大气动力机制等了解,获取更多有关太阳如何向外抛射高能粒子等信息。
方兴未艾
1995年12月,欧洲航天局发射的“太阳与日光层观测台”, 提供了史无前例的对日观测,而且不只观测了太阳面向地球的一面,还能观测太阳的另一面。新的资金注入将使“太阳与日光层观测台”任务期从2007年4月延长至2009年12月。
算上2006年发射的太阳—B和“日地关系观测台”(计划10月发射),今后3年内全世界将发射5颗太阳观测卫星。2007年,欧洲将发射Proba-2技术验证卫星。2008年,“太阳动力轨道器”(SDO)入轨。这些研究太阳的卫星群将推进“人类与日共存”(ILWS)国际空间合作计划,该计划旨在长期研究太阳及其对地球与太阳系其他行星的影响。
2015年左右,欧洲还将发射“人类与日共存”计划最后一颗卫星“太阳轨道器”(Solar Orbiter),该卫星旨在接近太阳,对发生在太阳系核心的高能过程进行近距离观测。
美国航空航天局已选定洛马公司建造“猎户座”载人登月航天器,为此现正考虑建造一组太阳观测卫星——“太阳哨兵”(Solar Sentinels),监视可能导致返月失败的太阳风暴。
当前太阳处于平静期,但第24个太阳周期正在开始,并于2010～2012年间达到顶峰。尽管欧洲“太阳与日光层观测台”已经观测了太阳的辐射风暴,即将发射的“日地关系观测台”也将提供三维图像,但一些科学家认为,需要更多的航天器了解辐射对未来探索的威胁。
