太陽為什麼每隔11年發一次“脾氣”？答案將在5年後揭曉_風聞

2020年2月10日，由歐洲空間局（以下簡稱“歐空局”）製造、1800公斤重的“太陽軌道器”（Solar Orbiter）航天器，搭乘阿特拉斯五號火箭，從美國卡納維拉爾角空軍基地41號航天發射場騰空而起。

太陽軌道器在升空53分鐘後按計劃與火箭分離。幾分鐘後，任務小組與飛船成功建立了通信。這標誌着火箭發射取得了成功。

阿特拉斯五號火箭和太陽軌道器在41號航天發射場（SLC-41）上

在人類歷史上，太陽崇拜是一個頗為常見的主題，這是有原因的。這顆黃色的矮恆星是這個行星大家庭的一家之主，是我們的宇宙近鄰中影響力最大的天體，以及地球上所有生命的“助產士”。

來自人類的尊敬和崇拜是它應得的。

然而，太陽仍是太陽系中得到探索最少的天體之一。畢竟，你很難去研究一個巨大無比的聚變反應堆，一不小心，它就能把你的視網膜灼穿，更別提發射宇宙飛船近距離擁抱這團火焰了。

太陽軌道器是歐洲航天局和美國航天局合作的產物。這次任務預計將返回前所未有的數據和圖像，讓人類第一次看到太陽的極地地區。

歐空局的科學主管Günther Hasinger説：“這次任務令人難以置信地興奮，它對科學意義重大，我們都希望它進展順利。”

太陽軌道器的繞日之旅

但其實，太陽軌道器需要在太空中飛行逾5年時間，才能首次“看到”太陽極地區域。

2019年12月26日，太陽軌道器將飛越金星，利用引力彈弓效應，藉助金星加速，進入更靠近太陽的軌道；明年，它將再次借力金星和地球，使自己更靠近太陽——與太陽的距離比水星更近。

根據科學家的計算，2025年2月18日，再次飛越金星將使太陽軌道器與黃道面傾角達到約17度，首次“看到”太陽極地區域。在10年任務期內，太陽軌道器將圍繞太陽飛行22圈。

科學家們早在1999年就首次提出了這一任務。歐空局官員最初計劃在2008年至2013年之間執行該飛行任務。然而，技術上的困難最終使發射推遲到2020年。

多年來，技術的發展使該團隊能夠更好地保護航天器及其一套超靈敏的儀器。歐空局太陽軌道器項目負責人César García説：“航天器的熱保護系統是難以克服的挑戰之一。”

在最靠近時，太陽軌道器與太陽的距離僅為4200萬公里，它需要能防熱、防輻射的裝置。此外，從地球出發後，太陽軌道器需要穿越漆黑一片的太空，忍受低至零下300華氏度的極低温。

保護太陽軌道器不會被高温熔化的，是一塊大小為長3米、寬 2.4米、重量為150千克的防熱罩。防熱罩可以耐520℃的高温。

太陽軌道器外的熱保護罩

Hasinger説，“太陽軌道飛行器將進入一個烤箱一樣熱的區域。它有一個非常複雜的隔熱罩，可以保護它免受陽光的照射，當我們想看太陽時，這些小窺視孔會打開，但由於儀器太靈敏，馬上就需要關閉。”

隔熱板類似於一個三明治，由多層鈦箔組成。深色的塗層覆蓋了航天器的大部分面積，具有穩定的熱性能，具有導電性，且在飛行任務過程中不會脱落。García説，白色是航天器塗層的主流顏色，因為它能很好地反射太陽光線。但它有一個主要的缺點：白色會隨着時間的推移變暗，而這將顯著改變航天器的熱特性，並可能對其儀器產生不利影響。

研究小組私下將太陽軌道飛行器稱為“黑鳥”，以突出其特殊的熱保護系統的特點。

另一個技術挑戰是確保機載儀器不會干擾航天器將進行的磁場測量。

太陽軌道器的10個科學儀器

太陽軌道器的10個科學儀器，包含兩種類型：周邊和遙感。周邊儀器測量航天器周圍的條件，遙感儀器測量遠距離發生的事件。

太陽軌道器的發射目的是近距離研究太陽。它的主要目標是回答這個問題：日光層（太陽結構中大氣稀薄的最外層,這一層充滿太陽風等離子體）是如何產生和變化的。

科學家認為，回答這個問題的關鍵在於太陽的極地地區。太陽軌道器將是第一個拍攝這個神秘區域的航天器。“我們相信，這個區域是解開太陽活動週期之謎的關鍵，”歐空局的太陽軌道器項目科學家Daniel Müller説。

“太陽的磁場造成了我們看到的現象，”他補充説。太陽軌道器將非常細節的方式將太陽上發生的事情與日光層中發生的事情聯繫起來。

“人類已經觀察了太陽400年，發現太陽活動存在週期性，但我們真心不知道它的週期為什麼是11年，這肯定是有原因的”。

每隔約11年，太陽兩極的磁場就會發生翻轉。

太陽的活動週期

太陽活動週期（solar cycle），或稱為太陽磁活動週期（solar magnetic activity cycle），是太陽黑子數及其他現象的準週期變化，大約11年為一個週期。它會引起空氣中、地面上一些物質的變化，甚至可能改變氣候。

在11年的週期中，太陽活動會經歷所謂的“太陽極大期”和“太陽極小期”。“太陽極大期”期間，太陽黑子多；“太陽極小期”期間，黑子就少。

太陽黑子活躍時會對地球磁場產生影響。出現的磁暴現象會使指南針亂抖動，不能正確指示方向；無線通信也會受到嚴重阻礙，甚至中斷一段時間，從而影響飛機、輪船和衞星的安全，甚至會造成電網中斷。

數十年來，科學家一直在試圖揭開太陽活動之謎，以為地磁暴的爆發做好準備，減少太陽活動對人類的不利影響。

通過觀察太陽赤道及兩側附近區域，科學家將加深對太陽磁場的瞭解。Müller説，“我們希望能可靠地預測太空天氣，但對太陽極地區域知之甚少。”

“那是奇蹟發生的地方。”