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美國宇航局選擇機(jī)會號太陽物理學(xué)任務(wù)進(jìn)行空間科學(xué)研究和技術(shù)演示

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美國宇航局選擇了兩項新的科學(xué)提案，來進(jìn)行為期9個月的概念研究。這可以加深我們對太空中的粒子和能量（圖片顯示的是太陽風(fēng)從太陽處吹來）如何影響太空基本性質(zhì)的理解。2024年10月，美國宇航局即將推出的星際測繪將與加速探測器一起發(fā)射。

美國宇航局選定了兩個小型衛(wèi)星任務(wù)，分別是對地球最外層大氣的研究和太陽帆航天飛行測試任務(wù)，計劃在2025年與該機(jī)構(gòu)的星際測繪和加速探測器（IMAP）共享太空之旅。

動態(tài)外逸層（GLIDE）和太陽巡洋艦的全球萊曼-阿爾法成像儀任務(wù)被選為“機(jī)遇號”的太陽地面探測器（STP）任務(wù)。GLIDE將幫助研究人員了解地球大氣層的上層（外逸層）接觸太空的地方。太陽巡洋艦展示了太陽能光子在太空中的推進(jìn)作用。

2025年，IMAP將發(fā)射到第一個拉格朗日平衡點（L1），距離太陽約100萬英里，這將是NASA新政策的一個探路者。根據(jù)這項政策，該機(jī)構(gòu)的科學(xué)任務(wù)理事會（SMD）將計劃利用發(fā)射能力較強(qiáng)的優(yōu)勢，為小型衛(wèi)星提供更多進(jìn)入太空的機(jī)會。IMAP將幫助研究人員更好地了解星際邊界區(qū)域，那里的太陽風(fēng)和轉(zhuǎn)移到太陽系邊緣的太陽磁場會與星系物質(zhì)、星系磁場發(fā)生碰撞。

把重點放在小型衛(wèi)星和技術(shù)演示上有助于證明這些小型任務(wù)的能力，并將它們與現(xiàn)有的發(fā)射任務(wù)結(jié)合起來，為了解太陽系和發(fā)展創(chuàng)新技術(shù)能力提供更多途徑。

“關(guān)于太陽對行星際空間和地球周圍地區(qū)影響的研究在過去的十年中取得了巨大的進(jìn)展，”美國宇航局華盛頓總部的科學(xué)副局長托馬斯·祖布臣說?！拔蚁嘈牛磥硎陼懈嗟男掳l(fā)現(xiàn)和歷史性的技術(shù)創(chuàng)新。”

為了更好地理解空間的基本性質(zhì)和空間與地球環(huán)境之間的相互作用，科學(xué)家們從眾多建議中進(jìn)行了科學(xué)的選擇。作為被選中的科學(xué)任務(wù)，GLIDE將通過追蹤氫發(fā)射的遠(yuǎn)紫外光來研究地球外逸層的變化。外逸層是地球大氣中接觸太空的外層區(qū)域——原子可以在這個區(qū)域逃離地球。觀測外逸層的結(jié)構(gòu)需要一臺望遠(yuǎn)鏡，外逸層位于大氣層的外圍，幾乎可以延伸到月球。IMAP發(fā)射軌道到達(dá)內(nèi)拉格朗日點，即地球-太陽系統(tǒng)中可以看到太陽的全景的點，將為GLIDE提供良好視角，非常適合持續(xù)觀測外逸層及其變化對太陽風(fēng)暴干擾的反應(yīng)。

GLIDE將填補(bǔ)觀測的空白，因為之前只有少數(shù)類似的紫外光圖像是由外逸層拍攝的。該任務(wù)將以很快的速度收集觀測數(shù)據(jù)來觀察整個外大氣層，確保獲得全面的數(shù)據(jù)。了解地球外逸層對上方太陽或下方大氣影響的反應(yīng)方式，將為我們提供更好的預(yù)測方法，并最終減輕太空天氣對太空無線電通信的干擾。

GLIDE的首席研究員是伊利諾伊大學(xué)香檳分校的勞拉·沃爾德羅普。觀測預(yù)算為7500萬美元。

太陽能巡洋艦被選為技術(shù)示范任務(wù)。它是由一個近18000平方英尺（近1,700平方米）的太陽帆組成的，將利用太陽輻射作為推進(jìn)系統(tǒng)的能力。這樣一個系統(tǒng)可以提供進(jìn)入新軌道的機(jī)會，從而實現(xiàn)高價值的科學(xué)研究，包括從深空、黃道平面外以及在地磁尾靜止軌道上進(jìn)行的小型衛(wèi)星觀測。太陽能巡洋艦將演示一個這樣的軌道：航天器保持沿地球-太陽線運作，比L1更接近太陽。空間氣象科學(xué)家們希望通過將監(jiān)測航天器靠近太陽，獲得更多關(guān)于太陽風(fēng)暴向地球襲來的預(yù)警。

萊斯·約翰遜是位于阿拉巴馬州亨茨維爾的美國宇航局馬歇爾太空飛行中心的首席研究員。太陽能巡洋艦的調(diào)查預(yù)算為6500萬美元。

機(jī)遇號的第二個STP科學(xué)任務(wù)，即日層萊曼α (SIHLA)的空間/光譜成像，也得到了資助，以便根據(jù)預(yù)算作出最終決定。SIHLA將使用創(chuàng)新技術(shù)來繪制整個天空，以確定日球?qū)樱ㄌ柎艌鲇绊懙膮^(qū)域）和星際介質(zhì)（太陽風(fēng)頂?shù)倪吔纾┲g邊界的形狀和潛在機(jī)制。

NASA華盛頓總部的太陽物理學(xué)部門主任尼基·?？怂拐f:“一起發(fā)射幾個任務(wù)有助于我們在降低成本的同時將科學(xué)研究最大化。我們正在擴(kuò)大研究太陽和太空天氣的強(qiáng)大艦隊的范圍和組成，這兩個新選擇將有助于進(jìn)入我們需要了解更多的領(lǐng)域?！?/p>

從IMAP任務(wù)制定開始，SMD就計劃在該機(jī)構(gòu)的倡議下將二級航天器一起發(fā)射，通過一次發(fā)射多個任務(wù)來削減成本。這次發(fā)射還將包括美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）的空間天氣后續(xù)任務(wù)，這將擴(kuò)大該機(jī)構(gòu)的空間天氣預(yù)報。

“通過使用小型衛(wèi)星和技術(shù)演示實驗任務(wù)來擴(kuò)展我們的能力和知識，使我們能夠做和嘗試更多的事情，”佩格·盧斯說，他是位于華盛頓的NASA總部太陽物理學(xué)部門的副主任。“我們的太陽最近向我們拋出了很多有趣的問題，我們正在利用各種途徑研究太空天氣以及它對我們的星球和太陽系的影響。”

這些任務(wù)的資金來自太陽物理學(xué)日地探測項目，該項目由美國宇航局戈達(dá)德太空飛行中心管理。

作者: nasa

FY: 董美慧

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