2月10日12点左右，欧洲航天局(ESA)和美国国家航空和宇宙航行局(NASA)向太阳发射一艘新的航天探测器。这艘名为“太阳轨道飞行器”( Solar Orbiter)的航天器将对太阳两极进行观测，科学家希望藉此能深入了解太阳奥秘和运行规律。

迄今为止，人类向太阳发射的几乎所有航天器与太阳系的所有行星一样绕其公转轨道运行，主要观测的都是这颗恒星的赤道和赤道两侧区域。而太阳轨道飞行器则将以高角度绕太阳飞行，这样就能观测到太阳的极地区域。就像地球一样，太阳的“顶部”和“底部”也有两极。只是地球主要在靠近太阳赤道的公转轨道运行，太阳的两极地区很难被人们直接观测到。

进入轨道后，太阳轨道飞行器将在距太阳4200万公里的范围内收集图像和数据，科学家寄希望通过新信息解开一些几十年来的未解之谜。具体来说，科学家们想弄清楚太阳11年周期活动的驱动因素。

ESA太阳轨道飞行器任务项目科学家丹尼尔·穆勒(DanielMüller)“我们已经了解太阳存在平静及活跃的周期行为;自从人们把望远镜对准太阳以来，我们已经观察了400年。”“但我们真的不知道为什么周期是11年，显然是有什么因素促成了这个周期。”

为何是11年?

每过11年，太阳巨大的磁场会完全改变方向，太阳两极的磁极基本上会相互翻转。

这个奇怪过程也决定了太阳在未来十年的变化。在11年的周期中，太阳会在所谓的太阳极大期和太阳极小期之间交替。当处于太阳极大期时，太阳表面遍布黑子;而在太阳活动极小期，太阳表面的黑子很少。

太阳黑子的周期性变化也会影响到地球。高能粒子不断地从太阳中挣脱出来，加速飞向四面八方，最终有一部分会到达地球。但当太阳处于活跃期时，这种粒子运动会变得更加剧烈且不稳定。太阳耀斑活动随之会加剧，一次产生的高能粒子也会更多，从而形成一股股高能粒子流，迅速向地球飞去。

图示：太阳在2014年产生了大量的太阳耀斑

幸运的是，我们的地球拥有强大的磁场，就像一把雨伞一样能够保护地球不受太阳高能粒子的伤害。但当高能粒子流朝地球大量涌来时，会扰乱磁场并触发地磁暴，从而可能损坏环绕地球轨道运行的航天器，并增加国际空间站宇航员受到辐射的风险，足够强大的地磁暴甚至会干扰到地面电网。

几十年来，科学家们一直试图揭开太阳活动的奥秘，以便于为地磁暴的爆发做好准备。穆勒说:“我们希望能够可靠预测地球环境中的太空天气状况。”研究人员已经从恒星中间部分获得有关太阳磁场的详细数据，但由于太阳两极是恒星磁场翻转过程中的重要组成部分，因此科学家们希望能够对两极进行直接观察。穆勒说:“我们错过了太阳两极这一关键部分。”

如何在严酷环境中生存下去?

这就是太阳轨道飞行器的用武之地。这个矩形的航天器大约有一辆小型巴士那么大，里面搭载了10个仪器，用来拍摄太阳表面的图像，以及收集有关太阳磁场、大气组成等数据。这些工具都是由太阳轨道飞行器最重要的设备隔热罩来提供保护的。

隔热罩是一块长方形的钛金属，装配在太阳轨道飞行器的一侧。其表面涂有一种叫做SolarBlack的特殊材料，可以吸收来自太阳的热量，防止内部仪器被烤焦。这块隔热罩将能够承受超过600摄氏度的高温。

制造探测器的空客公司“太阳轨道飞行器”项目经理伊恩·沃尔特斯(Ian Walters)说：“我们必须在整个机动过程中将隔热罩一直指向太阳，航天器的其余部分都将藏在背后。”

当然，内置仪器需要不时观察太阳以获得所需数据。工程师们在隔热罩上安装了一扇小门，可以反复打开和闭合，让仪器能够观测到太阳。无疑观测会使仪器升温，但隔热罩底部有一个特殊的散热器，可以将热量从仪器传导到太空中。

图示：太阳轨道飞行器及其隔热罩的艺术印象图。

如果一切顺利，太阳轨道飞行器将获得太阳表面的近距离图像。穆勒说：“在最接近太阳的时候，其采集的图像分辨率大约是目前我们在地面上所观测到太阳图像分辨率的三倍。”

凝望太阳

接下来的两年内，太阳轨道飞行器会朝着太阳方向飞行，在地球和金星之间利用引力反复加速，最终进入围绕太阳运行的轨道。

图示：带隔热罩的太阳轨道飞行器。

这与两年前帕克太阳探测器飞往太阳的路线相似。2018年，美国国家航空航天局旗下帕克太阳探测器升空，比以往任何人造飞行器都更接近太阳。帕克太阳探测器已经收集了关于太阳的宝贵数据，有助于我们更好地理解太阳是如何运行的。美中不足的是，帕克太阳探测器也是沿着行星轨道运行，而且没有配备摄像头。“这两项任务之间有着惊人的协同作用，”穆勒说。“它们并不是在互相竞争，而是相互补充。”

穆勒说，最重要的是，他对太阳轨道飞行器能够冒险进入太阳系的新区域而感到兴奋，前往这些未被探索过的太阳极地意味着科学家们可能会了解到一些新东西。穆勒说:“没有人能告诉你那里到底是什么样子。”“但我们真的希望能填补有关太阳知识的盲点。”

关键词： 太阳轨道飞行器