太陽和日光層觀測衛(wèi)星（SOHO）于1995年12月2日發(fā)射。作為歐洲航天局（ESA）和美國國家航空航天局（NASA）的一項聯(lián)合任務，太陽和日光層觀測衛(wèi)星最初的運行階段計劃為兩年，而現(xiàn)在，通過反復延長，它已經(jīng)在軌工作了25年。多年來，它的一套開創(chuàng)性的儀器成為眾多科學發(fā)現(xiàn)的來源，成為后續(xù)任務的靈感，也成為民間科學家【1】的出路。它還在兩次災難中幸存下來，并成為運行時間最長的太陽勘測航天器。25年來，太陽和日光層觀測衛(wèi)星所觀測到的，改變了人類看待太陽的方式。

這一革命始于設計。太陽和日光層觀測衛(wèi)星旨在提供一個全面的視角來觀察從太陽流向地球的能量和物質。其上的12臺儀器使得航天器能夠返回專門的觀測組合，這對于想研究太陽如何工作的太陽科學家來說是一筆財富。當時，這種基礎物理研究被認為是其主要目標，但在過去的25年時間里，研究人員開始能夠開始實時監(jiān)測太陽，研究并試著預測太陽朝地球方向的空間天氣。

歐空局這一項目的科學家

這種能力要歸功于太陽和日光層觀測衛(wèi)星的日冕儀，一種專門的望遠鏡。它可以屏蔽掉太陽明亮的區(qū)域，以便更好看到從太陽發(fā)出來的微弱光線。太陽和日光層觀測衛(wèi)星的大角度和光譜測量日冕儀，被稱為LASCO，提供了太陽周圍大氣層的360度視圖。

大角度和光譜測量日冕儀對于太陽物質和磁場的爆發(fā)具備成像能力，在這個基礎上產(chǎn)生了新的科學成果。這些爆發(fā)被稱為日冕物質拋射，或CME。研究人員最終能夠看到日冕物質拋射的形狀和結構，其細節(jié)令人驚嘆。當這些風暴朝地球而來時，會影響航天器的功能，對航天員的艙外活動構成威脅，甚至在非常嚴重的情況下，影響地面的電網(wǎng)。

大角度和光譜測量日冕儀在觀測環(huán)繞地球的風暴方面特別有用。由于在地球上觀測這種風暴從太陽向我們飛速沖過來時，像是環(huán)繞著太陽的圓環(huán)，因此它又被稱為 “光環(huán)日冕物質拋射 ”。這就類似于通過觀察氣球的頂部來觀察氣球的膨脹。在太陽和日光層觀測衛(wèi)星出現(xiàn)之前，科學界還在爭論是否有可能目睹一場向我們直沖而來的日冕物質拋射。但在今天，大角度和光譜測量日冕儀的圖像已經(jīng)成為空間天氣預測模型的支柱。它們常用于預測朝向地球的空間天氣事件的影響。

美國國家航空航天局位于馬里蘭州格林貝爾特的戈達德太空飛行中心太陽物理實驗室的天體物理學家特里·庫切拉說：“有一個在太陽周圍觀測的日冕儀幫助我們看到朝向地球的日冕物質拋射。這對于理解空間天氣，以及讓科學家研究日冕物質拋射如何影響地球上的人來說真的很關鍵?！?/p>

除了對空間天氣的日常監(jiān)測之外，太陽和日光層觀測衛(wèi)星也能夠在較長的時間尺度上提供動態(tài)太陽的視野。太陽每22年翻轉一次磁極，每隔11年它的活動就會增強或減弱。

在25年的時間里，太陽和日光層觀測衛(wèi)星已經(jīng)觀察到了兩個周期的完整版。EIT--太陽和日光層觀測衛(wèi)星的極紫外成像望遠鏡，能夠觀測到在地面上由于被大氣層阻擋而看不到的光波。它做了觀測到這一切的準備。該儀器發(fā)現(xiàn)了太陽現(xiàn)象，比如在日冕中與日冕物質拋射相關的太陽波。

極紫外成像望遠鏡是第一個同類在軌儀器，以前只搭載于短程火箭上。該望遠鏡對這些過程能夠連續(xù)觀察，這使其成為其他任務的靈感來源。

前美國國家航空航天局項目科學家喬·格爾曼說：“我認為太陽和日光層觀測衛(wèi)星已經(jīng)證明了以二十年為時間尺度變化的現(xiàn)象進行長期基線研究的價值。”作為一項成功的成果，太陽和日光層觀測衛(wèi)星也許已經(jīng)催生了后繼者。

太陽和日光層觀測衛(wèi)星給出方案以提供更高分辨率的數(shù)據(jù)，這激發(fā)了其他任務的提出。像太陽動力學觀測站和日地關系觀測站這樣的航天器在極紫外光下的驚人觀測結果要歸功于其前身極紫外成像望遠鏡（EIT）。在發(fā)射25年后，這些新任務在技術上已經(jīng)比太陽和日光層觀測衛(wèi)星有了很多更新。

弗萊克說：“在太陽和日光層觀測衛(wèi)星啟動的時候，一百萬像素的相機絕對是最先進的?，F(xiàn)在一百萬像素的手機不可能賣得出去。和這個時代比較的話，越發(fā)令人驚訝的是我們仍然用這種舊硬件實現(xiàn)真正有競爭力的科學。”

盡管新儀器擁有更先進的技術，但太陽和日光層觀測衛(wèi)星仍然是一個獨一無二的連續(xù)型數(shù)據(jù)庫。迄今為止，有六千份科學出版物利用了太陽和日光層觀測衛(wèi)星的數(shù)據(jù)，而且這項任務每年仍然產(chǎn)生近200篇論文。

然而，我們曾經(jīng)差點失去這條長長的的數(shù)據(jù)時間線。1998年6月，太陽和日光層觀測衛(wèi)星幾乎喪失所有研究潛能。在一次例行的航天器操作中，操作小組與航天器失去了聯(lián)系。在阿雷西博的一個射電望遠鏡的幫助下，該團隊最終找到了航天器。同年11月，太陽和日光層觀測衛(wèi)星在經(jīng)歷寒冷、穿梭太空后醒來并高效工作。

但航天器的好狀態(tài)只維持了一段時間。僅僅幾周后，失聯(lián)事件的并發(fā)癥就出現(xiàn)了，當時僅有的三個陀螺儀全都失效，而陀螺儀是幫助航天器指向正確方向的。航天器不再穩(wěn)定。但團隊的軟件工程師們沒有被嚇倒，他們開發(fā)了一個新的程序，可以在沒有陀螺儀的情況下穩(wěn)定航天器。這是該任務的又一次新生。1999年2月，太陽和日光層觀測衛(wèi)星恢復了正常運行，它成為同類中第一個沒有陀螺儀的航天器。

太陽和日光層觀測衛(wèi)星恢復并留下的故事一直激勵著現(xiàn)任美國項目的科學家杰克·愛爾蘭，他在馬里蘭州格林貝爾特的美國宇航局戈達德太空飛行部任職。

愛爾蘭說：“應當強調的是：它是極富野心的。你在一個百萬英里外的平臺上有12臺儀器，而我們能看到關于太陽的全部裝備和工具嗎？”然后他進一步說到：“我們不打算放棄，我們要為這件事而奮斗。這需要一些鼓舞人心的雄心壯志?！?/p>

當愛爾蘭展望太陽和日光層觀測衛(wèi)星的未來時，他認為該任務多產(chǎn)的過去證明了一個光明的未來。

“25年應該只是一個開始。從科學的角度來看，我們需要繼續(xù)前進，我們的目光不能離開太陽?！?/p>

【1】民間科學家

除了推動太陽科學的發(fā)展，SOHO的LASCO日冕儀幫助它成為太空中最偉大的彗星獵手。該任務迄今已發(fā)現(xiàn)了4000多顆彗星，其中許多就是由民間科學家發(fā)現(xiàn)的。

它始于LASCO數(shù)據(jù)的在線提供。在SOHO在軌運行期間，互聯(lián)網(wǎng)普遍接入世界各地的家庭。這使得任何人都有機會仔細查看圖像，并有可能發(fā)現(xiàn)一顆奔向太陽的彗星。來自全球各地的業(yè)余天文學家們加入了這場捕獲彗星圖像的行動，并開始將他們的發(fā)現(xiàn)發(fā)送給SOHO團隊。為了減輕收件箱的負擔，該團隊創(chuàng)建了SOHO Sungrazer項目，民間科學家可以在這里分享他們的發(fā)現(xiàn)。

位于華盛頓特區(qū)的美國海軍研究實驗室負責該項目的計算科學家Karl Battams說：“Sungrazer項目是最老的公民科學項目之一?！?/p>

Battams繼續(xù)說道：“不論參與其中的民間科學家是否能意識到，他們所做的不僅僅是如何在圖像中尋找移動的小光點，他們都得考慮到物理學的條件，得理解日冕儀的圖像。我們并沒有給他們提供簡化的科學數(shù)據(jù)子集。我們只是說‘這是科學的產(chǎn)物，用它去創(chuàng)造一些新的科學吧?！?/p>

BY: Genna Duberstein

FY: 君為誰顧

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