太阳轨道飞行器

副总统介绍阿尔忒弥斯（Artemis）宇航员团队；即将执行的阿尔忒弥斯任务的硬件进展；NASA下一次人类登月任务的科学重点……最近新闻速递，尽在「本周NASA」！ Credit：NASA 12月9日，NASA宣布了18名将组成阿尔忒弥斯团队的NASA宇航员，帮助在月球之上及周围的下一批宇航员任务铺平道路，这也是阿尔忒弥斯计划的一部分。在美国佛罗里达州肯尼迪航天中心举行的第八次美国国家太空委员会（National Space Council）会议上，副总统迈克·彭斯（Mike Pence）介绍了这支团队并发表了讲话：“刚刚念到的名字里就有登上月球的下一位男性和第一位女性，一想到这就感觉很棒，而他们现在可能正和我们一起站在这个房间里。我的美国同胞们，向您介绍我们未来的英雄，他们将带领我们重返月球甚至是更远的地方，这就是阿尔忒弥斯一代！”NASA将在后续宣布阿尔忒弥斯团队宇航员的飞行任务，并根据需要增加团队成员，包括国际合作伙伴宇航员。 阿尔特弥斯团队，共计18人，男女各一半。 Credit:NASA 针对明年非载人阿尔忒弥斯I号（Artemis I）登月任务的测试和准备工作仍在继续，与此同时，米丘德装配厂（Michoud Assembly Facility）的技术人员也正在为阿尔忒弥斯II号（Artemis II）和阿尔忒弥斯III号（Artemis III）任务制造太空发射系统（Space Launch System）的核心级段。阿尔忒弥斯II号的所有主要核心级段结构都配备有电子设备、电缆线、推进系统和其他组件，而阿尔忒弥斯III号正使用一种名为搅拌摩擦焊接（friction stir welding）的过程组装核心级段结构。 12月7日，NASA发布了一份报告，定义了阿尔忒弥斯III号任务的科学优先事项。优先的科学目标包括更好地了解在太阳系及更远范围内行星运作的基本过程，进一步了解月球的形成和演化，对月球上的水和其他资源的起源、运动和保存进行特征化。报告全文请见nasa.gov/reports。 从肯尼迪航天中心发射升空后的第二天，升级版的SpaceX货运龙飞船（Dragon）于12月7日抵达国际空间站（International Space Station），送去了6 400多磅（2 900多千克）的科学调查、一个新气闸和其他货物。 发射到太空的不到一个月，美国-欧洲合作的哨兵6号迈克尔·弗赖里奇（Sentinel-6 Michael Freilich）卫星已经发回了首次海平面测量数据中的一部分。卫星将在12月中旬进入运行轨道，然后在接下来的6到12个月中检查收集的数据。它还会监视大气状况，这将有助于改善天气和飓风的相关预报。 美国地球物理联合会（American Geophysical Union）线上会议的要点包括，欧洲空间局（European Space Agency）和NASA合作的太阳轨道飞行器（Solar Orbiter）任务首次在太阳表面事件与航天器周围行星际空间中发生的事情间形成了直接联系。任务获得的数据为人们提供了关于太阳表面出现的“太阳篝火”（solar campfires）、太阳风、太空天气以及彗星解体的新见解。 NASA在纪念于12月7日去世的美国空军飞行员查克·耶格尔将军（General Chuck Yeager）。除了在第二次世界大战期间服兵役外，他还因1947年10月成为航空测试飞行员中第一个飞行速度超过音速的人而闻名。NASA局长吉姆·布里登斯坦（Jim Bridenstine）在一份声明中提到，耶格尔的成就提高了美国的空中能力，使美国梦飞升到喷气机时代和太空时代，并将引领世世代代的美国人。 以上就是「本周 NASA」的全部内容！更多详细信息请访问nasa.gov/twan。

2月13日，太阳轨道飞行器的首次测量数据传达地面，向国际科学小组证实了在成功地部署了航天器的仪器吊臂后，航天器上的磁力计状况良好。 版权：ESA；航天器：ESA/ATG Medialab；数据：ESA/Solar Orbiter/磁力计（MAG） 2月10日，欧洲航天局（ESA）的新型太阳探测航天器：太阳轨道飞行器（Solar Orbiter）发射升空。它携带有10个科学仪器，其中4个用来测量航天器周围环境的特性，特别是太阳风（由太阳发出的带电粒子流）的电磁特性。其中3种“原位”仪器（’in situ’ instruments）的传感器设置于4.4米长的吊臂上。 伦敦帝国理工学院的蒂姆•霍伯里（Tim Horbury）是磁力计仪器（Magnetometer instrument）的首席研究员，他表示：“我们所测量的磁场比在地球上所熟知的磁场小数千倍。即便是电线中的电流所产生的磁场也远远超过我们需要测量的磁场。因此，我们将传感器设置于吊臂上，以使其远离航天器内部的所有电子活动。” 吊臂展开时观测磁场 太阳轨道飞行器的吊臂架展开及首次磁场测量 版权：ESA; 航天器：ESA/ATG Medialab; 数据：ESA/Solar Orbiter/MAG [rml_read_more] 位于德国达姆施塔特的欧洲太空运行中心（European Space Operations Centre）的地面控制器在太阳轨道飞行器发射后约21小时打开了磁力计的两个传感器（其中一个位于臂架末端，另一个位于航天器附近）。该仪器记录了吊臂展开之前、期间和之后的数据，使科学家们得以了解航天器对太空环境中测量结果的影响。 蒂姆补充道：“我们收到的数据显示，从航天器附近到部署仪器的实际位置，磁场是如何减小的。这个独立的证据表明吊臂实际上已经成功展开，而且这些仪器确实能够在将来提供准确的科学测量数据。” 发射后将近三天，钛/碳纤维材料的吊臂持续伸展了30分钟，科学家们发现磁场强度下降了大约一个数量级。刚开始观测时，他们所看到的主要是航天器的磁场，但在结束时，他们却第一次观测到了周围环境中明显较弱的磁场。 太阳轨道飞行器搭载了10个科学仪器，其中一些由多个仪器包组成。该航天器的4个“原位”仪器中有3个位于太阳轨道飞行器4.4米长的吊臂上，用于测量航天器附近的环境。 版权：ESA/ATG media lab 来自法国奥尔良物理学和空间环境化学实验室 (Laboratoire de Physique et Chimie de l’Environnement et de l’Espace，LPC2E）的首席联合研究员马修•克雷茨施马尔（Matthieu Kretzschmar）负责位于吊臂上的另一个传感器：无线电和等离子波分析仪（Radio and Plasma Waves instrumen，RPW）上的高频磁力计。他表示：“吊臂展开之前、期间和之后的测量有助于我们识别和表征与太阳风无关的信号（例如来自航天器平台和其他仪器的扰动）。” 他补充道：“航天器在进行了大量地面测试，在特殊的模拟设施中测量它的磁性能，但我们直到现在仍无法在太空中对这一方面进行全面测试，因为测试设备通常会阻止我们达到所需的极低的磁强度。” 接下来，在真正的科学任务开始之前，必须先对这些仪器进行校准。 为科学任务热身 准备开启开创性任务的太阳轨道器的旅程。 版权：ESA/ATG medialab ESA太阳轨道飞行器任务的的副项目科学家Yannis Zouganelis表示：“4月底之前，我们将逐步启用原位仪器，并检查它们是否正常运行。4月底时，我们将对这些仪器的性能有更清晰的认识。我们有望在5月中旬开始收集第一批科学测量数据。” 除了仪器吊臂外，研究太阳风中电磁波和静电波特性的RPW仪器的三根天线也已于2月13日凌晨成功部署完毕。相关的具体测量数据还需加以分析。 除了4个原位仪器外，太阳轨道器还携带了6个遥感仪器（本质上是望远镜），它们将以不同的波长对太阳表面进行成像，获得迄今为止最接近的太阳表面图像。 Yannis补充道：“遥感仪器将在接下里几个月内投入使用，我们期待在6月对其进行进一步测试，届时太阳轨道飞行器将更距离太阳更近一些。” 解开太阳的秘密 这两套仪器将使科学家们能够将太阳上发生的事件与太阳风中观测到的现象联系起来，从而能够解决关于为期11年的太阳活动周期、太阳磁场的产生以及太阳风粒子如何加速到很高能量等谜团。 ESA太阳轨道飞行器任务的项目科学家丹尼尔•穆勒（Daniel Müller）表示：“太阳轨道飞行器任务中的10件仪器将像管弦乐队中的乐器一样共同演奏。我们的排练刚刚开始，其他乐器也将陆续加入。一旦集合完整，再过几个月后，我们就可以听到太阳的交响乐了。” 太阳轨道飞行器任务由ESA领导，NASA也高度参与其中。主承包商是位于英国斯蒂夫尼奇的空中客车防务及航天公司（Airbus Defence and Space）。太阳轨道飞行器任务是“宇宙憧憬2015-25”计划（Cosmic Vision 2015-25 programme）中执行的第一个“中级”科学任务。 来源： http://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Solar_Orbiter/First_Solar_Orbiter_instrument_sends_measurements

1999年，科学家们首次提出了太阳轨道飞行器任务，并计划在2008年至2013年期间执行发射任务，但由于技术困难和一些任务重组，延期至今天发射升空。 太阳轨道飞行器将首次拍摄太阳南北极。 Credit:NASA 历史性的发射 北京时间今天中午12时3分，太阳轨道飞行器发射升空，它将首次拍摄太阳的南北极。 Credit: @ulalaunch 下面是太阳轨道飞行器发射升空画面，在后面的画面（这段视频中没有）中还看到了火箭和满月的合影。 Credit:NASA TV 火箭（中间下方小点）升空后与满月的合影。 Credit：NASA TV 太阳轨道飞行器发射升空53分钟后，星箭分离，随后几分钟，任务小组与太阳轨道飞行器建立了联系。 太阳轨道飞行器发射和部署时序 Credit：ESA ESA接收到的太阳轨道飞行器的频谱信号，来自ESA追踪站New Norica 。 Credit：ESA ESA的深空网络 Credit:ESA 太阳轨道飞行器将于2020年12月26日，2021年8月8日，2022年9月3日，2025年2月18日，2026年12月24日，2028年3月17日近距离飞掠金星，以及在2021年11月26日飞掠地球。 太阳轨道飞行器未来运行轨迹 Credit：ESA 有关太阳轨道飞行器 有关太阳轨道飞行器参数 Credit：AIRBUS 发射重量：1800公斤 尺寸（折叠）：2,6m x 3,1m x 2,4m 任务期限：7年（+3） 接近太阳的巡航时间：1.8年 承受的温度：-180°C 至 500°C 携带科学仪器数量：10个 太阳轨道飞行器上的十大科学仪器 Credit：ESA 太阳轨道飞行器携带的设备 Credit：ESA/ATG medialab 太阳轨道飞行器任务概览 Credit：NASA 有必要说的是太阳轨道飞行器的隔热层，隔热层就像是一块三明治，由多层钛箔制成，箔片上涂有一种称为SolarBlack的特殊材料，该材料是专为太阳轨道飞行器设计的，该涂层由磷酸钙（与人体骨骼相同的材料）制成，该涂层具有稳定的热性能和导电性，在飞行过程中不会脱落。 因为白色能够很好地反射太阳光，所以白色涂层之前都是航天器涂料的首选颜色，但不幸的是随着紫外线的辐射，白色涂层随着时间流逝会变暗，以至于影响航天器的热性能。 所以这次涂层的颜色就没有选择白色，ESA团队将太阳轨道飞行器非正式地称为“黑鸟”，以向其特殊的热保护系统致敬。 另外为确保搭载的仪器不能干扰磁场测量，清洁是一个重要挑战，任何类型的残留物，譬如灰尘颗粒或毛发都能给科学测量带来灾难性的后果，所以太阳轨道飞行器是迄今为止发射的最干净的航天器。 我们的太阳 我们的太阳，年龄约46亿岁，直径约是地球的109倍，质量约是地球的333060倍，体积约是地球的130万倍，温度范围从5500摄氏度到1500万摄氏度，距离地球约是1.5亿公里，光从其表面到达地球需要8分钟，两极的自转周期为36天，赤道的自转周期为25天，太阳环绕银河系的速度为220千米每秒，周期约为2.5亿年。 我们的太阳 Credit:ESA 太阳南北极磁场每11年翻转一次，1859年爆发了有记录以来最大的太阳风暴，导致全球各地都看到了极光，1947年发生了有记录以来最大的太阳黑子，相当于35个地球大小。 太阳轨道飞行器和帕克太阳探测器对比 Credit:  ESA 太阳轨道飞行器将首次拍摄太阳的南北极，它的四大任务分别是，太阳两极，太阳风，太空天气和磁场，带着一系列的问题，太阳轨道飞行器已于北京时间今天12时3分朝着太阳出发，它将同帕克太阳探测器一起研究我们太阳系的恒星，如同夸父一般。 参考 [1]https://sci.esa.int/web/solar-orbiter/-/solar-orbiter-launch-media-kit [2]https://sci.esa.int/web/solar-orbiter

从2月7日在NASA肯尼迪航天中心发射前的科学简报中下载相关材料。 这将是一个漆黑的冬天的夜晚，太阳轨道飞行器从佛罗里达发射升空，前往地球上所有光的来源，即太阳。 这次任务由欧洲航天局和NASA合作，计划于2020年2月9日开始，在美国东部时间晚上11点03分开启的两个小时的发射窗口期间，两吨重的宇宙飞船将由联合发射联盟的阿特拉斯五号火箭从卡纳维拉尔角发射。 为了观察太阳的南北两极，太阳轨道飞行器将会离开黄道平面——与太阳赤道大致平行的空间带，行星就是通过黄道平面运行的。飞船掠过地球，反复绕着金星飞行，将会靠近太阳，并向黄道上方爬升，直到能鸟瞰两极。 在那里，太阳轨道飞行器将试图回答关于太阳的基本问题，太阳的每一次打嗝和微风都会影响太阳系。是什么驱动了太阳风，也就是从太阳不断吹来的带电粒子的阵风？或者，是什么在太阳内部深处的搅动产生了它的磁场？太阳的磁场是如何形成日光层，即由我们的恒星控制的广阔空间？ “这些问题并不新鲜，”位于马德里的欧洲空间天文学中心的欧洲航天局副项目科学家亚尼斯·佐加内利斯说。“我们仍然不了解我们太阳的基本情况。” 太阳轨道飞行器任务概述 来源: NASA’s Goddard Space Flight Center/Joy Ng 在解决这些谜题的过程中，科学家们试图更好地了解太阳是如何影响太空天气的，太空条件可能会影响宇航员、卫星以及无线电和GPS等日常技术。 在接下来的七年中，太阳轨道飞行器将向太阳移动约2600万英里，大约是地球到恒星距离的三分之二。它将在黄道上方爬升24度，以便看到两极和太阳的远端。 太阳轨道器高度倾斜轨道的一部分的动画。 来源：ESA/ATG medialab “我们不知道会看到什么，”位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心的美国宇航局副项目科学家特雷莎·尼维斯·钦奇利亚说。 “在未来几年，我们对太阳的看法将发生很大变化。” 使它的灼热之旅成为可能的是一个隔热板，上面有一层黑色的磷酸钙涂层，这是一种类似木炭的粉末，类似于数万年前用于洞穴壁画的颜料。除了一架望远镜外，其他所有的望远镜都通过隔热板上的小孔进行观测。在最接近的时候，防护罩的正面将接近1000华氏度，而隐藏在护罩后面的仪器将保持在在零下4华氏度到零下122华氏度之间的舒适范围内。 因为地球绕着黄道平面旋转，所以我们无法从远处清楚地看到两极。这有点像试图从山脚瞥见珠穆朗玛峰的顶峰。至关重要的是，在科学家用来预测太阳活动的太空天气模型中，两极仍然缺失。 就像地球的南北两极一样，太阳的两极是与太阳其他部分截然不同的极端地区。它们被日冕洞覆盖，更冷的区域是快速太阳风的发源地。在那里，科学家们希望找到太阳活动下的打结磁场的足迹。许多人认为，随着太阳活动季节从高峰转向低谷，两极掌握着下一个太阳活动周期(大约每11年一次)强度的第一手线索。 太阳轨道飞行器有10个强大的仪器阵列，就像轨道上的实验室，专门研究太阳及其爆发的细节。 荷兰欧洲空间研究与技术中心的ESA项目科学家丹尼尔·穆勒说:“太阳轨道飞行器的独特之处在于它结合了高分辨率的成像和现场仪器，获得了我们还没有看到的视角。” 穆勒说，理想情况下，太阳轨道飞行器将拍摄太阳表面的太阳风气泡，并研究从太阳吹过航天器时那阵风的特性。科学家们将首次能够精确地绘制出太阳辐射的来源。 欧洲航天局有效载荷管理人员安妮·帕克罗斯说，这些仪器也被设计成协同工作，增强了它们的观测能力。当像X射线的太阳耀斑一样短暂的东西在表面闪耀时，航天器的X射线仪器就会看到，并提醒其他人注意。 “它们会进入爆发模式，在这种模式下，它们可以更快地获取更多数据，实时响应太阳活动，”帕克罗斯说。“这将为我们提供更多的科学依据。” 太阳轨道飞行器的目的地在很大程度上是未知的，是一个很少被探索的日光层区域。它独特的有利位置是全面了解太阳活动和周期的关键。“太阳轨道飞行器”定期提供太阳远侧的图像，以及第一批太阳两极的图像，它加入了NASA太阳物理学任务小组，以了解太阳如何影响地球和所有行星的空间。 “我们所有这些惊人的任务都位于我们想要研究的地方，”位于华盛顿的NASA总部太阳物理学部门主任尼古拉·福克斯说。“它们的存在使我们能够进行大系统科学研究，比仅仅一个任务所能完成的科学研究更多。” 特别是，太阳轨道飞行器将与NASA的帕克太阳探测器紧密合作。这两个是天生的队友。他们将共同为我们提供这颗恒星前所未见的全球视野。 这两个飞行器使新的多点测量成为可能;这些对于追踪来自太阳的气流如何发展和变化是有用的。当帕克太阳探测器近距离采样热的太阳能气体时，太阳轨道飞行器可以告诉我们更多关于帕克飞过的空间的信息。或者，它们可能同时在日冕(太阳大气)中成像相同的结构，分享来自两极和赤道的视角。两个飞行器将在不同的地点进行协调观察。 “帕克太阳探测器和太阳轨道飞行器一起进入轨道，是一个巨大的里程碑，”尼维斯-钦奇利亚说。“这是太阳物理学家数十年来一直在等待的事情。在未来十年，两者必将共同改变这一领域。” 发射后，操作小组将进行三个月的试运行，以确保仪器正常运行。一旦这个检验期结束，现场仪器就会启动；直到2021年11月太阳轨道飞行器第一次接近太阳之前，遥感仪器将一直处于巡航模式。 太阳轨道飞行器是欧洲航天局和美国宇航局之间的国际合作任务。欧洲航天局在荷兰的欧洲空间研究和技术中心(ESTEC)负责发展工作。位于德国的欧洲空间操作中心(ESOC)将在发射后运行太阳能轨道飞行器。太阳能轨道飞行器由空客防务与航天公司建造，包含10个仪器:其中9个由欧空局成员国和欧空局提供。 了NASA提供了一个仪器——SoloHI和一个额外的传感器——重离子传感器，它是太阳风分析仪(SWA)仪器套件的一部分。 参考： https://www.nasa.gov/feature/goddard/2020/esa-nasa-solar-orbiter-launch-voyage-to-sun-heat-shield