太阳科学在月球上前景广阔

这张月球凌日的图片,由美国国家航空航天局(NASA太阳动力学观测站(Solar Dynamics Observatory,SDO)于2017年8月21日拍摄的171埃的极紫外光和可见光图像混合构成。
版权:NASA/SDO

NASA致力于在2024年之前实现阿尔特弥斯(Artemis)登月计划有诸多原因:这是研究月球本身并为通往火星奠定安全基础的重要途径。同时,也是一个学习更好的保护地球的好地方 ,地球是更大的太阳-地球系统的一部分。

太阳物理学家 – 即研究太阳及其对地球影响的科学家 – 也将发射他们自己的NASA任务,作为Artemis计划的一部分。他们的目标是更好地了解地球周围复杂的太空环境,其中大部分是由太阳的能量所驱动的。我们对这个系统了解得越多,就越能保护太空技术无线电通讯和公用电网不受离我们最近的恒星的威胁。

太阳物理学家对在月球上的机遇感到欣喜若狂有如下五点原因:

1. 她是一颗稳定的卫星

以月球为基础的科学的第一个优势涉及到卫星颤振,这使各个领域的太空科学家都感到不安。

太阳科学在月球上前景广阔

当月球绕地球公转时,它以同样的速度自转 – 这是潮汐锁定的一种特殊情况,被称为同步自转(synchronous rotation)。因此,月球总是以同一面朝着地球。
版权:NASA科学可视化工作室(NASA’s Scientific Visualization Studio)/厄尼•赖特(Ernie Wright)

卫星比你想象的更不稳定。它们由随着温度变化而膨胀和收缩的金属制成。它们携带的望远镜不断地旋转以保持在瞄准目标的状态。它们点燃助推器,旋转反作用轮以保持在轨道上。这些操作中的每一个都会引起卫星颤振,从而影响有精度要求的测量。

但作为地球唯一的天然卫星,月球的运行要平稳得多。

位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心的太阳物理学家大卫•西贝克(David Sibeck)表示:“月球是一个非常稳定的地方 – 它不像航天器那样抖动或颤振。任何试图进行高分辨率测量的人都会对不用担心颤振感到高兴。”

对于所有的太空科学来说,没有颤振的环境是一个加分项,但是对于研究极光的太阳物理学家来说,还有额外的加分项。月球距离地球的平均距离为238,855英里,当极光在猛烈的地磁暴下向赤道方向转移时,在月球上能够以很好的视野观测极光。此外,由于月球的总是以同一面朝着地球,望远镜几乎不需要调整。把望远镜安置在月球表面月亮会“自动”帮助你使其瞄准地球。

2. 最好的日食观赏,按需创造

早在太空时代之前,科学家们就依靠月球来帮助他们研究太阳。耐心的观察者等待着日全食,这时月亮遮住了太阳明亮的表面。只有这个时候,他们才能看到被称为日冕的稀薄外层大气

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日全食动画。
版权:NASA戈达德太空飞行中心( Goddard Space Flight Center)/概念图像实验室(Conceptual Image Lab)

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