SOHO,一顆頑強的衛星,也是最精密的太陽觀測衛星

太陽和日光層觀測衛星（SOHO）於1995年12月2日發射。作為歐洲航天局（ESA）和美國國家航空航天局（NASA）的一項聯合任務，太陽和日光層觀測衛星最初的運行階段計劃為兩年，而現在，通過反複延長，它已經在軌工作了25年。多年來，它的一套開創性的儀器成為眾多科學發現的來源，成為後續任務的靈感，也成為民間科學家1的出路。它還在兩次災難中幸存下來，並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星所觀測到的，改變了人類看待太陽的方式。

這一革命始於設計。太陽和日光層觀測衛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台儀器使得航天器能夠返回專門的觀測組合，這對於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年時間裏，研究人員開始能夠開始實時監測太陽，研究並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

這種能力要歸功於太陽和日光層觀測衛星的日冕儀，一種專門的望遠鏡。它可以屏蔽掉太陽明亮的區域，以便更好看到從太陽發出來的微弱光線。太陽和日光層觀測衛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於太陽物質和磁場的爆發具備成像能力，在這個基礎上產生了新的科學成果。這些爆發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，其細節令人驚歎。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。

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大角度和光譜測量日冕儀在觀測環繞地球的風暴方面特別有用。由於在地球上觀測這種風暴從太陽向我們飛速沖過來時，像是環繞著太陽的圓環，因此它又被稱為 “光環日冕物質拋射 ”。這就類似於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星出現之前，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成為空間天氣預測模型的支柱。它們常用於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於馬裏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裏·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。這對於理解空間天氣，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。”

除了對空間天氣的日常監測之外，太陽和日光層觀測衛星也能夠在較長的時間尺度上提供動態太陽的視野。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年的時間裏，太陽和日光層觀測衛星已經觀察到了兩個周期的完整版。EIT--太陽和日光層觀測衛星的極紫外成像望遠鏡，能夠觀測到在地面上由於被大氣層阻擋而看不到的光波。它做了觀測到這一切的准備。該儀器發現了太陽現象，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，以前只搭載於短程火箭上。該望遠鏡對這些過程能夠連續觀察，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星已經證明了以二十年為時間尺度變化的現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星也許已經催生了後繼者。

太陽和日光層觀測衛星給出方案以提供更高分辨率的數據，這激發了其他任務的提出。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於其前身極紫外成像望遠鏡（EIT）。在發射25年後，這些新任務在技術上已經比太陽和日光層觀測衛星有了很多更新。

弗萊克說：“在太陽和日光層觀測衛星啟動的時候，一百萬像素的相機絕對是最先進的。現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，越發令人驚訝的是我們仍然用這種舊硬件實現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星仍然是一個獨一無二的連續型數據庫。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星的數據，而且這項任務每年仍然產生近200篇論文。

然而，我們曾經差點失去這條長長的的數據時間線。1998年6月，太陽和日光層觀測衛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星在經歷寒冷、穿梭太空後醒來並高效工作。

但航天器的好狀態只維持了一段時間。僅僅幾周後，失聯事件的並發症就出現了，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。航天器不再穩定。但團隊的軟件工程師們沒有被嚇倒，他們開發了一個新的程序，可以在沒有陀螺儀的情況下穩定航天器。這是該任務的又一次新生。1999年2月，太陽和日光層觀測衛星恢複了正常運行，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星恢複並留下的故事一直激勵著現任美國項目的科學家傑克·愛爾蘭，他在馬裏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。你在一個百萬英裏外的平台上有12台儀器，而我們能看到關於太陽的全部裝備和工具嗎？”然後他進一步說到：“我們不打算放棄，我們要為這件事而奮鬥。這需要一些鼓舞人心的雄心壯志。”

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

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“25年應該只是一個開始。從科學的角度來看，我們需要繼續前進，我們的目光不能離開太陽。”

1民間科學家

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

它始於LASCO數據的在線提供。在SOHO在軌運行期間，互聯網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，並有可能發現一顆奔向太陽的彗星。來自全球各地的業餘天文學家們加入了這場捕獲彗星圖像的行動，並開始將他們的發現發送給SOHO團隊。為了減輕收件箱的負擔，該團隊創建了SOHO Sungrazer項目，民間科學家可以在這裏分享他們的發現。

位於華盛頓特區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。”

Battams繼續說道：“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。我們並沒有給他們提供簡化的科學數據子集。我們只是說‘這是科學的產物，用它去創造一些新的科學吧。’”

BY: Genna Duberstein

FY: 君為誰顧

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