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為了解開與太陽風(fēng)有關(guān)的謎題，在美國的大學(xué)與科研機(jī)構(gòu)的主導(dǎo)下，科學(xué)家們提出了一個(gè)抵近太陽的觀測任務(wù)計(jì)劃。在這個(gè)任務(wù)中，一個(gè)探測器將運(yùn)行在環(huán)繞太陽的大橢圓軌道上，逐漸降低自己距離太陽的距離，最終到達(dá)日冕加熱和太陽風(fēng)加速過程真正發(fā)生的地方，進(jìn)行實(shí)地探測，獲得關(guān)于太陽風(fēng)起源的最“鮮活”的觀測數(shù)據(jù)。

帕克太陽風(fēng)探測器升空后，將進(jìn)入一條環(huán)繞太陽的橢圓軌道。一開始，這條軌道的近日點(diǎn)與太陽的距離為35Rs（Rs為太陽半徑），遠(yuǎn)日點(diǎn)則在1AU左右。通過7次金星的借力飛行，帕克太陽風(fēng)探測器在7年后會(huì)最終將自己的軌道高度降低到9個(gè)太陽半徑以下，在最后的3軌飛行中實(shí)現(xiàn)科學(xué)家們對(duì)日冕進(jìn)行抵近探測的目標(biāo)。

本次發(fā)表的四篇論文，分別從慢太陽風(fēng)起源、阿爾芬波動(dòng)現(xiàn)象、高能粒子加速和日冕結(jié)構(gòu)四方面，利用帕克太陽探測器所搭載的局地和遙感成像儀器對(duì)前兩軌的數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析。數(shù)據(jù)的獲取位置約在36Rs-60Rs之間。與之前的兩艘太陽神飛船相比，帕克太陽探測器與太陽的接近程度已經(jīng)打破了人類歷史上的記錄。靠近太陽的觀測的確讓科學(xué)家們看到了一些新現(xiàn)象。例如，對(duì)磁場的觀測表明靠近太陽的磁場中存在著磁場方向快速變化的現(xiàn)象，可能與等離子體的微不穩(wěn)定性相關(guān)。此外，在磁場觀測中還發(fā)現(xiàn)了一些與阿爾芬波相關(guān)的磁場S形結(jié)構(gòu)，以及比人們以前認(rèn)為的更強(qiáng)的太陽風(fēng)經(jīng)向流動(dòng)。在對(duì)高能粒子的觀測中，在遠(yuǎn)離太陽的位置難以互相分辨的兩種加速機(jī)制，在靠近太陽的觀測中則可以找到單個(gè)機(jī)制起決定性作用的事件。而對(duì)于日冕的成像觀測，由于更加靠近太陽，圖像中也出現(xiàn)了以往未能觀察到的精細(xì)結(jié)構(gòu)。

《自然》對(duì)本次成果的新聞報(bào)道

筆者個(gè)人認(rèn)為，這四篇文章中雖然報(bào)道了不少之前未能觀察到的現(xiàn)象，但這些并非是徹底的解決關(guān)于太陽的理論問題的突破性進(jìn)展。而這也是情理之中的事情：對(duì)于太陽風(fēng)的產(chǎn)生，一些關(guān)鍵的物理過程都發(fā)生在一個(gè)名叫阿爾芬平面的關(guān)鍵平面之下，而這個(gè)平面的高度一般認(rèn)為位于十多個(gè)Rs的位置，這也是為什么帕克太陽風(fēng)探測器要將最低的近日點(diǎn)降低到9個(gè)太陽半徑以下的原因。由于近日點(diǎn)的降低要在每一軌的飛行中逐漸完成，這一天的到來要等到2024年底到2025年。

我國空間太陽觀測零的突破

本次發(fā)表的四篇論文，使用的數(shù)據(jù)觀測時(shí)段在2018年底到2019年初，而從論文上標(biāo)注的投稿和接收日期看，它們?cè)诮衲晗奶煺撐木鸵呀?jīng)全部寫完。然而，帕克太陽探測器的觀測數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上公開，則是這四篇論文完成同行評(píng)議審稿過程、被《自然》接收之后的事情。這也是空間探測領(lǐng)域中的一個(gè)慣例：參與探測器項(xiàng)目的合作單位可以優(yōu)先拿到衛(wèi)星數(shù)據(jù)，并獲得一定的保密期，以保證他們能夠完成首批成果，在最好的期刊上發(fā)表。之后，數(shù)據(jù)才會(huì)向其他研究者公開，供大家進(jìn)行比較細(xì)致的研究。

我國的太陽物理和空間天氣研究有著較強(qiáng)的力量，各高校和科研院所中，有不少從事這方面研究的團(tuán)隊(duì)。然而，受經(jīng)費(fèi)和航天技術(shù)水平等方面的制約，我國自主獲取的太陽觀測數(shù)據(jù)都通過地面的望遠(yuǎn)鏡獲得，還沒有像帕克太陽探測器和已升空多年的SDO、STEREO、SOHO等探測器這樣的天基太陽觀測平臺(tái)。雖然中國科學(xué)家也可以通過這些衛(wèi)星在線公開發(fā)布的數(shù)據(jù)開展研究，也取得了豐碩的成果，但沒有自己的太陽觀測衛(wèi)星，就很難像本次帕克太陽探測器和以往其他太陽觀測衛(wèi)星公布成果時(shí)那樣，獲得前沿性的原創(chuàng)發(fā)現(xiàn)。同時(shí)，由于衛(wèi)星觀測是空間天氣預(yù)報(bào)模式輸入數(shù)據(jù)的來源，而空間天氣預(yù)報(bào)又是軍事活動(dòng)和民用技術(shù)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定正常的重要保障，依賴外國數(shù)據(jù)也存在一定程度的風(fēng)險(xiǎn)與隱患。

中科院云南天文臺(tái)的1米口徑太陽望遠(yuǎn)鏡

在本世紀(jì)初，我國科學(xué)家曾提出過“夸父計(jì)劃”這一科學(xué)思想獨(dú)特的空間探測計(jì)劃。這個(gè)計(jì)劃設(shè)想通過三顆探測器衛(wèi)星，對(duì)太陽活動(dòng)對(duì)地球附近空間天氣的影響作出全面系統(tǒng)的探測。三顆衛(wèi)星中，一顆部署在能夠連續(xù)監(jiān)測太陽的日地L1點(diǎn)上，另兩顆則部署在距離地球較近的地球極軌上，三顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù)相互配合，能夠形成從源頭到結(jié)果的空間科學(xué)認(rèn)知。然而，在后期項(xiàng)目執(zhí)行的過程中，歐空局和加拿大的國際合作方由于自身財(cái)力和其他原因退出了項(xiàng)目，“夸父”計(jì)劃也因此未能如期實(shí)現(xiàn)。