近幾十年來，人類對遙遠恒星的了解急劇增加。由于儀器的改進，科學(xué)家們能夠看到更遠更清晰的東西，從而進一步了解恒星系統(tǒng)和環(huán)繞它們的行星。不幸的是，還需要一段時間才能開發(fā)出必要的技術(shù)來接近這些恒星。但與此同時，美國國家航空航天局(NASA)和歐洲航天局(ESA)正在開發(fā)任務(wù)，讓我們能夠像以往一樣探索自己的太陽。

　　博科園-科學(xué)科普：這些任務(wù)，美國宇航局的帕克太陽能探測器和歐洲航天局(歐洲航天局)的太陽軌道飛行器，將會比以往任何一次任務(wù)更接近太陽。在這樣做的過程中，人們希望他們能夠解決幾十年來關(guān)于太陽內(nèi)部工作原理問題。這些任務(wù)將分別于2018年和2020年發(fā)射，也將對地球上的生命產(chǎn)生重大影響。陽光不僅對生命至關(guān)重要，太陽耀斑也會對人類的科技產(chǎn)生重大威脅，人類正變得越來越依賴它。這包括無線電通信、衛(wèi)星、電網(wǎng)和載人航天。

　　在未來的幾十年里，低地球軌道(LEO)預(yù)計將變得越來越擁擠，因為商業(yè)空間站甚至太空旅游都將成為現(xiàn)實。通過提高對驅(qū)動太陽耀斑的過程的理解，將能夠更好地預(yù)測它們何時發(fā)生，以及它們將如何影響到LEO的地球、宇宙飛船和基礎(chǔ)設(shè)施。美國國家航空航天局戈達德太空飛行中心的太陽軌道飛行器項目科學(xué)家克里斯·圣·西爾(Chris St. Cyr)在最近的NASA新聞發(fā)布會上解釋道：

　　我們的目標(biāo)是了解太陽是如何工作的，以及它如何影響太空環(huán)境，達到可預(yù)測的程度，這確實是一門由好奇心驅(qū)動的科學(xué)。這兩個任務(wù)都將聚焦于太陽的動態(tài)外大氣層，也就是日冕。目前，這一層太陽的大部分行為是不可預(yù)測的，也不太容易理解。例如，有所謂的“日冕加熱問題”，即太陽的日冕比太陽表面熱得多。還有一個問題是，是什么驅(qū)動著不斷涌現(xiàn)的太陽能材料(又名(太陽風(fēng))到如此高的速度。

　　正如美國宇航局戈達德(NASA Goddard)帕克太陽能探測任務(wù)的研究科學(xué)家埃里克·克里斯蒂(Eric Christian)解釋的那樣：帕克太陽能探測器和太陽軌道飛行器采用了不同的技術(shù)，但作為任務(wù)，它們將是互補的。他們將在同一時間拍攝太陽的日冕，他們會看到一些相同的結(jié)構(gòu)——太陽的兩極發(fā)生了什么，以及那些相同的結(jié)構(gòu)在赤道上是什么樣子的。

　　在其任務(wù)中，帕克太陽能探測器將比歷史上任何航天器更接近太陽——距離地面近600萬公里(380萬英里)。這將取代1976年由Helios B探測器所建立的434.32億公里(約2700萬米)的記錄。從這個位置，帕克太陽能探測器將使用它的四套科學(xué)儀器來成像太陽風(fēng)，研究太陽的磁場、等離子體和高能粒子。

　　這樣做，探測器將幫助闡明太陽外層大氣的真實結(jié)構(gòu)，這將幫助我們理解為什么日冕比太陽表面更熱?；旧袭?dāng)日冕的溫度高達幾百萬度時，太陽表面(也就是太陽表面)光球?qū)?，經(jīng)歷的溫度約為5538°C(10000°F)。與此同時，太陽軌道飛行器將從太陽到達約4200萬千米(2600萬英里)的距離，并假設(shè)一個高度傾斜的軌道，可以提供太陽兩極的第一個直接圖像。

　　這是太陽的另一個領(lǐng)域，科學(xué)家們還不太清楚，研究它可以為太陽的持續(xù)活動和噴發(fā)提供有價值的線索。這兩個任務(wù)也將研究太陽風(fēng)，太陽風(fēng)是太陽對太陽系最普遍的影響。這種磁化氣體的蒸汽充滿了內(nèi)部的太陽系，與磁場，大氣，甚至行星的表面相互作用。在地球上，它“負責(zé)”北極光和南極光，有時還會破壞衛(wèi)星和電力系統(tǒng)。

　　以前的任務(wù)使科學(xué)家相信日冕有助于加速太陽風(fēng)到如此高的速度。當(dāng)這些帶電粒子離開太陽并通過日冕時，它們的速度實際上是三倍。當(dāng)太陽風(fēng)到達負責(zé)測量的宇宙飛船時——1.48億千米(9200萬米)來自太陽——它有足夠的時間與空間中的其他粒子混合，并失去一些它的定義特征。由于?？吭陔x太陽很近的地方，帕克太陽能探測器將能夠測量太陽風(fēng)的形狀，并離開日冕，從而提供有史以來最精確的太陽風(fēng)測量數(shù)據(jù)。

　　從太陽的角度看，太陽軌道器將會補充帕克太陽能探測器對太陽風(fēng)的研究，觀察太陽風(fēng)的結(jié)構(gòu)和行為在不同緯度的變化。這一獨特的軌道也將允許太陽軌道器研究太陽的磁場，因為一些太陽最有趣的磁場活動集中在兩極。這一磁場的影響深遠，很大程度上是因為太陽風(fēng)，它向外延伸，形成了一個被稱為日光層的磁泡。在太陽風(fēng)圈內(nèi)，太陽風(fēng)對行星的大氣產(chǎn)生了深遠的影響，它的存在保護了內(nèi)行星免受銀河輻射的影響。

　　盡管如此，太陽磁場是如何在太陽內(nèi)部產(chǎn)生或形成的，目前還不完全清楚。但是考慮到它的位置，太陽軌道飛行器將能夠研究一些現(xiàn)象，從而更好地了解太陽磁場是如何產(chǎn)生的。這包括太陽耀斑和日冕物質(zhì)拋射，這是由于磁極周圍磁場的變化引起。通過這種方式，帕克太陽能探測器和太陽軌道器是免費的任務(wù)，研究太陽從不同的有利位置，以幫助改善我們對太陽和日光層的知識。

　　在這個過程中將提供有價值的數(shù)據(jù)，幫助科學(xué)家解決長期存在的關(guān)于太陽的問題。這有助于擴展我們對其他恒星系統(tǒng)的認識，甚至可能回答關(guān)于生命起源的問題。正如美國宇航局戈達德(NASA Goddard)帕克太陽能探測器的任務(wù)科學(xué)家亞當(dāng)·斯扎布(Adam Szabo)解釋的那樣：

　　有些問題已經(jīng)困擾我們很長時間了，正試圖破譯在太陽附近發(fā)生的事情，而顯而易見的解決辦法就是去那里，不能等待——不僅僅是我，而是整個人類。隨著時間的推移，隨著必要的先進材料的發(fā)展，甚至可以向太陽發(fā)射探測器。但在此之前，這些任務(wù)代表了迄今為止研究太陽的最雄心勃勃和最大膽的努力，就像許多其他大膽的計劃來研究我們的太陽系一樣！

博科園-科學(xué)科普｜文：Matt Williams｜來自：Universe Today｜參考：NASA