徘徊在太空的“逐日神器”

文/ 付晓鑫

在漫漫历史长河中，光芒万丈的太阳一直是各类神话的核心，相当一部分神话都是由太阳衍生而来，神话可谓是人类理解太阳的最原始和最浪漫的一种方式。源源不断的太阳神话，表明了人类对赋予地球光和热的太阳的无限向往。

如今，人类对太阳的关注度有增无减，并且更加务实。从1960年开始，世界各研究机构陆续派出了十多个耗资不菲的“逐日神器”，日日夜夜监测着太阳的每一个动态。

轨道太阳探测台（OSO）

美国在1962年3月发射了世界上第一颗太阳观测卫星，之后技术不断精进，又陆续发射了7颗同类型卫星，组成了轨道太阳观测台，俗称OSO系列。这个系列卫星发射目的特别明确：获取空间天气基本数据，以供载人航天任务使用。

OSO系列坚持工作到了1978年，在16年间，它们观测到了完整的太阳活动周期。OSO系列观测波段主要集中在紫外线、x射线和γ射线，研究太阳结构和太阳活动的长期和短期变化。虽然同后面的观测相比，OSO系列的观测数据显得略为初级，但它们仍提供了很多关于太阳的新资料。

“太阳神号”探测器（Helios）

要取得更详细的数据，太阳探测工具必须离太阳更近。1974年和1976年，德美两国联手，成本七三开，研究发射了两个姐妹太阳探测器：太阳神1号和太阳神2号。这两个探测器配备了先进的散热系统，能够耐受370摄氏度的高温，因此它们可以飞离地球，在更近的地方观察太阳。太阳神1号和太阳神2号关注点更多聚集在太阳磁场和太阳风，它们带回了大量有价值的星际磁场和带电粒子的观测数据。

“太阳峰年”卫星（SMM）

为获取更多太阳活动的资料，美国决定赶到太阳活动极大年时再次发射太阳探测卫星，这就是1980年2月发射的“太阳峰年”卫星。“太阳峰年”卫星升空后不久就出现了故障，但经航天员修复后，它又坚挺地运转了9年多，并在1984年不辱使命地观测到了一次强烈的太阳耀斑。另外，SMM还利用新搭载的高能探测工具观测到了超过75次γ射线暴，获得了格外详细的原始数据。

尤利西斯号探测器（Ulysses）

在众多以太阳风和太阳磁场为主要研究对象的空间探测器里，特立独行的“尤利西斯号”因穿越太阳两极而变得大名鼎鼎，它是由欧空局和美国宇航局共同合作研制的。“尤利西斯号”于1990年10月发射升空，在2009年6月光荣退役。

“尤利西斯号”是人类第一个有能力对太阳全维度进行观测的探测器。在服役期间，“尤利西斯号”曾三次绕过太阳极区，涵盖了太阳20多个活动周期，不仅发现了太阳磁场翻转的特性，而且在对太阳风进行取样时，还探测到了之前科学家未预料到的高纬度辐射暴，观测到了极区太阳风从冕洞逸出的情形。在探索太阳两极上，“尤利西斯号”功不可没。

“阳光”卫星（Solar-A）

1991年1月，日本、美国、英国三方联合研制的“阳光”卫星发射成功。它的主要使命是在太阳活动极大年周期内，利用x射线望远镜和分光计对太阳耀斑等现象进行研究。这也是首次用x射线望远镜来专门研究太阳。在观测期间，x射线望远镜记录了一个完整的太阳活动周期内的图像，获得了一批重要的观测成果。

“阳光”卫星在天上盯了太阳十多年，2001年12月因动力不足而退役。2005年9月，“阳光”卫星在地球大气层中焚毁。

太阳和日球层天文台（SOHO）

多数太阳卫星或探测器寿命都在10年左右，服役超过20年的可以称得上“特别优秀”。太阳和日球层天文台就属于这类“特别优秀”的，它是20世纪发射的最著名的太阳观测卫星之一。

太阳和日球层天文台装备了种类丰富的探测仪器，既能探究太阳内部的奥秘，又能观测日冕的结构;不但能测量太阳磁场，而且能追寻太阳风暴的踪迹，是真正全能型观测卫星，提供了史无前例的大批数据信息。太阳和日球层天文台于1995年12月发射升空，由于太过优秀，至今仍未退役，依然精神抖擞地奋战在一线岗位上。

拉马第高能太阳光谱成像探测器（RHESSI）

2002年美国发射的拉马第高能太阳光谱成像探测器其实是一台具有极高能谱分辨率的高能射线太空望远镜，因纪念太阳高能物理领域的先驱人物鲁文·拉马第而得名，其专注于研究太阳耀斑中的粒子加速和释放过程。

拉马第高能太阳光谱成像探测器在太空中有效运行了16年，除获得大批太阳耀斑的数据和图像外，还帮助科学家测量了精确的太阳圆度。结果告诉我们，太阳并不是一个完美的球体，在太阳活动剧烈的年份，太阳的赤道半径会略大于极半径。

截止到2003年，人类总共发射了8颗大型观日探测器，现在还在太空中坚守在阵地的仅剩下太阳和日球层天文台一个。2003年、2004年和2005年这3年是太阳新探测器的空档期，全球的大国都没有发射新的探测器，直到2006年下半年。

太阳过渡区与日冕探测器（TRACE）

太阳过渡区与日冕探测器是美国于1998年在范登堡空军基地发射的一颗太阳探测卫星，目的是深入了解太阳外层的动力学机制，即色球-日冕过渡层及日冕区的太阳活动原理。

太阳过渡区与日冕探测器具有极高的空间分辨率，光谱范围覆盖了可见光到远紫外线光区，也是第一颗绘制了太阳完整活动周期的卫星。另外，它还拍摄到了一些日冕的精细结构，这在太阳探测史上尚属首次。2010年6月21日，太阳过渡区与日冕探测器向地球成功发送了最后的数据图像后，退出了历史的舞台。

“日出”卫星（Hinode/Solar-B）

“日出”卫星原名Solar-B，是一颗由日、英、美联合研制的太阳观测卫星，发射时间为2006年9月22日，主要目的是观测太阳磁场的精细结构，研究太阳耀斑等剧烈的太阳活动。“日出”卫星搭载了3架先进的望远镜：可提供高清太阳表面特写的太阳光学望远镜、可探测数百万高温气体的x射线望远镜，以及可获取太阳大气特征离子谱线的极紫外成像摄谱仪。靠着这3架望远镜的神助攻，在工作的近15年间，“日出”卫星捕捉到了太阳的千姿百态，往地球传回了大量有价值的图像和数据。

日地关系天文台（STEREO）

2006年10月26日美国发射的日地关系天文台是一对孪生的姐妹花，一个运行在地球轨道前方（STEREO-A），另一个运行在地球轨道的后方（STEREO-B），两者仅仅在结构上有细微的差别。

站在不同角度使得太空中的日地关系天文台能够捕获多角度的太阳影像，可以提供前所未有的太阳立体视图，如太阳黑子爆发、太阳大气结构、日冕物质抛射等，与太阳动力学天文台联手，还可实现对太阳的全方位立体观测。

目前，日地关系天文台上的设备运行良好。

太阳动力学天文台（SDO）

太阳动力学天文台于2010年2月发射升空，最初设计寿命为5年，但由于质量过关、技术过硬，至今仍没有要罢工的迹象。太阳动力学天文台上搭载了3部探测太阳的装置，可以不间断地对太阳活动进行观测。由于仪器精度高，太阳动力学天文台拍摄的照片清晰度几乎是一台高清电视的10倍。自升空以来，它已经拍摄了数百万幅能够展示太阳诸多细节的、令人震撼的照片。除此之外，太阳动力学天文台还是个“数据大王”，美国宇航局称，从太阳动力学天文台传回的数据每36秒就能够填满一整张CD。

帕克太阳探测器（PSP）

2018年8月，有史以来最接近太阳的帕克太阳探测器发射成功，这使得人类能够在更近的距离对日冕物质抛射等太阳活动及太阳磁场进行观测，从此揭开了人类探索太阳的新征程。

在短短的1年多时间里，帕克太阳探测器已经3次近距离接触太阳，获得了大量有价值的数据。值得一提的是，为了不掉进炙热的太阳里，帕克太阳探测器还顺带创造了人造航天器最快速度的新纪录。