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经历520度的高温!太阳轨道器能否直接拍摄太阳两极?

新的太阳轨道器将围绕离我们距离最近的恒星太阳运行,近距离观察太阳。它将首次直接拍摄太阳两极的图像,同时还将研究内日光层,即太阳风中释放带电粒子流所产生围绕太阳的气泡状区域。

新的太阳轨道器将围绕离我们距离最近的恒星太阳运行,近距离观察太阳。它将首次直接拍摄太阳两极的图像,同时还将研究内日光层,即太阳风中释放带电粒子流所产生围绕太阳的气泡状区域。在最近距离的时候,太阳轨道器将距离太阳约4200万公里:将比炙热的水星更近,仅为地球与太阳平均距离的四分之一多一点,比历史上任何一艘欧洲航天器都要近。

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为了让太阳轨道器进入这个位于太阳系中心的独特轨道,太阳轨道器将靠近太阳的两极,而不是像行星那样以平坦的平面运行,德国达姆施塔特任务控制中心的团队计划了一条错综复杂的路线。太阳轨道器将于2月初由美国国家航空航天局(NASA)提供的阿特拉斯V411火箭,从佛罗里达州的卡纳维拉尔角发射。一旦与运载火箭分离,22分钟的自动激活序列就会发生。

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之后控制小组将接管发射和早期轨道阶段(LEOP)的缰绳。任务中这些早期时刻是至关重要的,现在,航天器醒来了,扩展了太阳能电池板,地面团队在严格的检查了健康状况。太阳轨道器科学仪器部件位于4.4米高的吊杆上,这将使它们远离航天器主体和任何潜在的干扰。这种吊杆应该在某些化学推进器被点燃之前展开,因为这些推进器在操作过程中可能会污染仪器。

有视野的轨道

一旦太阳轨道器的系统和仪器启动并运行,它就进入了“巡航阶段”,这一阶段将持续到2021年11月。在此期间,它将围绕金星进行两次重力辅助动作,并围绕地球进行一次,以改变航天器的轨迹,将其引导到太阳系最里面的区域。第一次近距离太阳飞行将于2022年3月底进行,地点大约是地球与太阳距离的三分之一,在这一点上,航天器将在一个椭圆轨道上。

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最初需要180天才能完成,每六个月近距离接近太阳一次。太阳轨道器的轨道将使它走出“黄道面”。因此,它不会像太阳系的行星、卫星和小天体那样在同一平面上绕太阳运行。而是会从太阳赤道“跳”起来,提供前所未见的太阳极地景观。要做到这一点,太阳轨道器将不会在“固定”的轨道上运行。取而代之的是,航天器将沿着一条不断变化的椭圆路径行驶,该路径将不断倾斜和挤压,使其越来越高,越来越接近太阳的两极。

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因此,航天器的轨道被选择为与金星“共振”,这意味着它将每隔几个轨道就会返回行星附近,并可以再次利用行星的重力来改变或倾斜其轨道。虽然太阳轨道器最初在与太阳系行星相同的“平坦”平面上运行。但每次与金星相遇都会增加其倾斜度,这意味着每次太阳轨道器遇到太阳,它都会从不同的角度看太阳。到2021年底,航天器将达到它的第一个名义科学轨道,这将持续四年。

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在此期间,太阳轨道器将达到17°的倾斜度,使航天器首次能够捕捉到太阳两极的高分辨率图像。在其拟议的延长任务阶段,太阳轨道器将提升到更高的倾斜轨道。在太阳赤道上方33°处,极地地区将更直接地进入人们的视野。太阳轨道器收集的数据将被存储在航天器上,然后在8小时的通信窗口内通过阿根廷35米长的马拉古地面站传输到地球。

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其他Estrack站,如澳大利亚的New Norcia和西班牙的Cebreros将充当后备。为了幸存下来,与太阳如此近距离的接触,将经历约520摄氏度的最高温度,并接受一连串的强烈辐射,太阳轨道器的主体和重要仪器将受到始终面对太阳的钛隔热罩保护。即使是航天器的太阳能电池板,被设计成从太阳吸收能量,也需要受到保护。

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