ESA 太陽探測器將穿越彗星尾巴,觀測太陽前緊急啟動額外任務

作者 | 發布日期 2020 年 06 月 01 日 18:16 | 分類 天文 , 自然科學 , 航太科技 Telegram share ! follow us in feedly


今年 2 月才剛升空的太陽軌道飛行器,還沒飛達離太陽表面 4,200 萬公里的預定地點,就接到了一項突發任務──測量 C/2019 Y4 彗星的尾巴成分。

由歐洲太空總署(ESA)與 NASA 合作研製的太陽軌道飛行器(Solar Orbiter,SolO)甫於今年 2 月 9 日(美東時間)發射升空,目的是圍繞太陽、觀測內太陽圈生態和新生太陽風,雖然期間遇上武漢肺炎病毒所以操作有短暫延誤,但團隊一直都在持續進行測試。

然而現在,工程師團隊已快馬加鞭完成所有調試程序,一切都是為了準備在 6 月與 C/2019 Y4 彗星(ATLAS)意外相遇的難得大好機會。

對太空探測器來說,飛行軌道恰好穿越彗星軌道是非常偶然的事件,除了專門追蹤彗星的任務外,目前各種太空探測器因緣際會下穿越彗尾的次數只有 6 次,其餘多是在事後才從望遠鏡觀測數據中挖掘。

這一次,科學家首度透過「預測」軌道提前讓太陽軌道飛行器布署,目前已先試運行 4 項關鍵科學儀器,準備迎接這場與彗星的會合。

▲ 太陽軌道飛行器示意圖。(Source:歐洲太空總署

倫敦大學學院 Mullard 太空科學實驗室科學家 Geraint Jones 首先注意到這點。2000 年時,他曾發現尤利西斯號(Ulysses)探測器在偶然中穿越 Hyakutake 彗星的尾巴,不久之後又穿越另一顆彗星的尾巴;2007 年時穿越了第三顆彗星的尾巴。

因此本月初,當 Geraint Jones 意識到太陽軌道飛行器將在接下來短短幾週內穿越 C/2019 Y4 彗星下游 4,400 萬公里處時,立刻向歐洲太空總署通報,科學家緊急啟動了額外任務。

太陽軌道飛行器攜帶了 10 套科學酬載,用來研究太陽以及太陽釋放到太空的帶電粒子流(太陽風),幸運的是,其中 4 套儀器:太陽風分析儀(Solar Wind Analyser,SWA)、高能粒子探測器(Energetic Particle Detector,EPD)、磁強計(Magnetometer,MAG)、無線電和電漿分析儀(Radio and Plasma Wave analyser,RPW)也非常適合檢測彗星尾巴。

當探測器穿越彗星尾巴時,可以測量飛行器周圍的環境,揭開有關彗星塵埃和帶電粒子的數據。彗星不只有一條尾巴,由氣體和塵埃構成的塵埃尾(第二型彗尾)會被拋在彗星軌道後方,而離子尾(第一型彗尾)則指向背向太陽的地方,太陽軌道飛行器已先於 5 月 31 日~6 月 1 日越過彗星的離子尾,假如離子尾內的離子密度夠高,磁強計(MAG)就可能檢測到行星際磁場的變化,而太陽風分析儀(SWA)可以直接捕獲一些粒子。

等 6 月 6 日越過塵埃尾時,可能會有一或多個微小塵埃顆粒以每秒幾十公里的速度撞擊探測器,形成微小的帶電氣體雲或等離子雲,可以藉無線電和電漿分析儀(RPW)檢測。

如果太陽軌道飛行器順利收集到數據,將能幫助科學家檢查塵埃尾的行為是否與當前模型一致。

(首圖來源:歐洲太空總署