太阳轨道飞行器传送首次测量数据

太阳轨道飞行器传送首次测量数据

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

太阳轨道飞行器传送首次测量数据

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

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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。

太阳轨道飞行器传送首次测量数据

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

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