因為疫情居家隔離？NASA研究太陽的科學家們可沒閒着_風聞

原創：牧夫天文

文章來源：sky&telescope

原作：David Dickinson

編譯：徐鵬暉

校譯：牧夫天文校對組

編排：王璞

原文鏈接：

https://skyandtelescope.org/astronomy-blogs/astronomy-space-david-dickinson/sunrise-cubesats-will-study-giant-solar-storms/

太陽粒子爆發的想象圖

圖片來源 NASA

美國國家航空航天局(NASA)近日選出了一個新的太陽研究計劃，其衞星計劃於2023年發射。

 這個NASA的新任務主要觀測空間環境，具體是辨識太陽風中的粒子以及辨明它們對當地空間環境的影響。NASA計劃撥款6260萬美元，在2023年7月1日之前完成任務的設計、航天器建造和發射等。

該任務名為太陽無線電干涉儀空間實驗(Sun Radio Interferometer Space Experiment, SunRISE)，將由6個和烤麪包機一樣大的6U立方星完成。其中4顆用於正常的科學探測，其餘2顆用於在軌備份。每顆衞星都配備了一對太陽能帆板和用於通訊和數據傳輸的天線。

這6顆衞星相互之間將保持10km的距離對低頻射電進行觀測，而這些低頻射電通常會被地球大氣吸收。6顆衞星各自接收到太陽的無線電信號之後會將它們通過干涉儀組合在一起，因此它們組成的陣列可以形成一個巨大的射電望遠鏡。

該任務由NASA/JPL（噴氣推進實驗室）管理，密歇根大學的Justin Kasper領導。Justin Kasper同時還是帕克太陽探測器上一個載荷儀器的PI（首席科學家）。

將“軌道載荷運輸系統”部署到同步軌道的過程

圖片來源 SSL/Maxar技術公司

這些衞星將在週期為25小時的超同步軌道上運行，軌道高度比同步軌道高約300-1000千米。這類軌道有時也被稱為“墳墓軌道”，因為同步軌道的衞星在壽命結束後將抬升軌道遺棄在此。衞星部署將由Maxar公司的“軌道載荷運輸系統”執行。

科學目標

“SunRISE衞星用於定位和測量與日冕物質拋射(CMEs)相關的無線電信號來源，”Jim Lux(NASA-JPL)介紹説。CMEs是發生在太陽表面的一種粒子和輻射的爆發過程，它會將等離子體拋射到行星際空間並對地球附近的衞星和航天員等產生影響。

衞星形成的陣列將對這些在行星際空間高速飛行的太陽粒子進行追蹤。科學家們希望通過追溯它們的來源來理解這些粒子束流何時、怎樣發生以及加速機理。

衞星陣列同時還會測繪太陽的磁力線分佈，這使得衞星在追蹤粒子輻射的同時也有能力追蹤磁化等離子體。

SunRISE計劃還將為月球或火星計劃提供關鍵數據。好奇號火星車在2012年前往火星的途中就曾經利用搭載的粒子探測儀測量過途中的粒子輻射環境，結果並不樂觀。結果顯示這些粒子輻射足以對前往火星的航天員造成威脅，因此航天員需要額外準備。而SunRISE的數據將有助於預測在給定CMEs的條件下相應的粒子輻射將於何時到達何地。

衞星陣列在觀測目標時也會採取一些新技術。每個衞星上的探測器都將持續記錄各自附近的無線電信號。之後陣列將會下傳數據，地面的分析過程將會定位信號的來源，就像天線指向一樣。

此外一個學生團隊也計劃利用SunRISE來觀測木星或其他外行星的射電爆發過程。

與其它太陽任務的聯動

除了一個為期一年的前期計劃以外，SunRISE在2023年發射時還將與其它正在進行的太陽任務進行串聯。

“帕克太陽探測器和太陽軌道器都可以對CMEs在可見光波段進行成像，”Kasper説。“我們可以通過這些圖像與無線電波段圖像的疊加搞清楚高能粒子是在哪裏被加速的。”

帕克太陽探測器和太陽軌道器都安裝了輻射探測儀，它們收集的數據能讓科學家們瞭解到太陽活動波及的範圍。其中帕克太陽探測器將在離太陽很近的距離上進行探測。

“除了這些圖像以外，我們還將太陽探測器的就位測量數據拿來比較，”Kasper説。“能把不同位置的不同觀測數據同時拿來比較是極好的。”

一個6U立方星

圖片來源 NASA

NASA在2017年選出了兩個符合“機遇探索工程”的任務，SunRISE就是其中之一。另一個任務是大氣波動實驗(Atmospheric Waves Experiment, AWE)，旨在通過國際空間站研究重力波在大氣中的影響，計劃於2022年實施。

第25個太陽活動周即將開始（我們現在在第24太陽活動周的末期，所以現在日面上比較乾淨，沒有什麼黑子和日珥），SunRISE計劃已經摩拳擦掌，躍躍欲試，即將在它的舞台大展身手。

『天文時刻』 牧夫出品

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via JUN