即将到来的Proba-3任务将创造人工日食来研究太阳

摘要:每隔18个月左右,月球就会与我们看到的太阳完全对齐,遮挡住太阳的表面。虽然日全食只持续几分钟,但它是科学家探测太阳大气层最外层(即日冕)的绝佳机会,日冕通常被恒星的光线所掩盖。即将到来的任务旨在更定期地重现这一自然发生的事件,一艘航天器为另一艘航天器覆盖太阳。

太阳观测任务定于美国东部时间周三上午5点38分发射。

每隔18个月左右,月球就会与我们看到的太阳完全对齐,遮挡住太阳的表面。虽然日全食只持续几分钟,但它是科学家探测太阳大气层最外层(即日冕)的绝佳机会,日冕通常被恒星的光线所掩盖。即将到来的任务旨在更定期地重现这一自然发生的事件,一艘航天器为另一艘航天器覆盖太阳。

欧洲航天局(ESA) Proba-3正准备于美国东部时间周三上午5点38分发射。这颗双卫星任务将搭载印度空间研究组织(ISRO)的PSLV-XL火箭,从印度斯里赫里哥达省的萨蒂什达万航天中心发射。这次发射将在ESA网络电视上进行直播,ISRO将在发射前30分钟左右开始直播。

为什么有两颗卫星?

虽然这两颗卫星将一起发射,但它们将在升空后约18分钟分开,开始极其精确的编队飞行演示。这些卫星将发射到围绕地球的极椭圆轨道上,彼此相距492英尺(150米)。卫星必须保持这一距离,精度低至一毫米,才能完成任务。

roba-3任务经理达米恩·加拉诺在一份声明中表示:“Proba-3非常不同,因为在主动编队飞行期间,我们的卫星将彼此相距仅一个半足球场。它们的相对位置将在六个小时内精确地保持在一毫米以内。”

这两个航天器将组成一个巨大的虚拟望远镜,其中一个在另一个上投射一个精确控制的阴影,挡住太阳的光线,这样另一个配备光学仪器的航天器就可以看到恒星的日冕。

该任务的主动编队飞行将在距离地球约37282英里(60000公里)的轨道顶部进行。在这样的距离上,地球的引力对航天器的影响不会那么大,而且改变它们的位置所需的燃料也会更少。

“早期的模拟显示,我们需要对推进器进行多次定位调整,以至于推进剂很快就会耗尽;任务大概半个小时就结束了!”欧空局的弗雷德里克·特斯顿在一份声明中说。

该航天器将需要19小时36分钟才能完成绕地球的一次轨道运行,在每个轨道的6小时窗口内对日冕进行观测。Proba-3的椭圆轨道使其距离地球最近372英里(600公里),在一个细长的环路中绕转,以在机动过程中消耗尽可能少的燃料。理想情况下,该任务将位于日地拉格朗日点之一,在那里,两个天体的引力将物体保持在轨道上。但这需要更大的预算;据欧洲航天局称,Proba-3被认为是一项低成本任务。

我们为什么要研究太阳的日冕?

日冕比太阳暗淡一百万倍。太阳大气层的最外层向太空延伸了数百万英里,隐藏着围绕地球主星的最大谜团。

日冕加热到大约200万华氏度(大约100万摄氏度),大约是太阳表面温度的200倍。日冕的高温相当违反直觉,天文学家也不确定太阳的外层是如何被加热的。

除了它的神秘之外,太阳的日冕还驱动太阳风和日冕物质抛射,这是控制太空天气的两个主要组成部分。日冕中的带电粒子逃逸到太空中,有时会对轨道上的卫星以及地球上的通信系统产生影响。

什么是Proba任务?

Proba任务的名称源自一个拉丁词,该词隐含着“让我们试试”这句话,也代表“Onboard Autonomy”的PRojects。这些低成本小型卫星任务旨在测试太空飞行中的新技术和概念。

到目前为止,欧洲航天局已经发射了另外三个Proba任务,其中一个正在观测太阳。Proba-2于2009年发射,原计划在太阳同步低地球轨道上运行两年,但在15年后仍在运行。

同样,Proba-3的预期寿命为两年。该任务的限制因素是推进剂,在卫星6小时的主动编队飞行阶段,它的冷气体推进器需要每10秒产生一个小脉冲。

对于技术演示任务,该团队对这对微型航天器寄予厚望。Proba-3主要仪器的首席研究员安德烈·茹科夫在一份声明中说:“当我第一次听说它时,Proba-3似乎就像科幻技术。”。“但现实生活中的设计将真正提供卓越的科学。”

来源:科学巴扎黑

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