书城工业技术遥远的使命——空间探测器
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第14章 “尤利西斯”号太阳探测器

向太阳挺进

太阳很温暖也很严酷。人类对太阳知之甚少,探测太阳非常危险。“尤利西斯”号探测器的科学任务是:探测太阳的两极、巨大的磁场、宇宙射线、 宇宙尘埃、γ射线、X射线和太阳风等。

“尤利西斯”号从地球向太阳挺进,必须运行到太阳的轨道上才能探察太阳。1992年2月8日,由于离太阳太远,不能直接到达太阳,“尤利西斯”号也玩起了太空秋千,慢慢接近木星的轨道,借助木星的引力调整到太阳的轨道上,开始向太阳的方向飞行。

1994年6月,“尤利西斯”号飞抵太阳南极区域并绕太阳运转,横跨太阳赤道后到达太阳北极。它绕太阳飞行的轨道呈椭圆形,离太阳最远时的远日点为8亿千米,最近时的近日点为1.93亿千米。

等待太阳风暴

科学家为“尤利西斯”号设计了探测计划:首先,围绕太阳探测,特别是位于75°的高纬度地区;当太阳风暴发生时,尽量靠近太阳的南北极,搜集太阳风暴的科学数据。尽量靠近太阳,意味着会发生被烧毁的惨剧。

太阳风暴指太阳在黑子活动高峰时发出大量超声速等离子体带电粒子流。太阳风暴会严重影响地球的空间环境,破坏臭氧层,干扰无线通信,对人体健康也有一点危害。由于太阳风暴流动时很像空气流动,1958年,美国物理学家帕克将这种现象命名为太阳风暴。

“尤利西斯”号绕太阳飞行时,太阳的表面一览无余,能够全方位地观测太阳。1995 年3月,“尤利西斯”号 “尤利西斯”号探测太阳探测器第一次接近近日点,对太阳极的冕洞进行了观测,探测到了高纬度辐射暴。这是先前人们未预料到的。

“尤利西斯”号没有在两极地区现预想中的宇宙射线,这给天文学家提出了新的课题。“尤利西斯”号还现太阳的南北极温度略有不同。非常惜,“尤利西斯”号一直想等待一场烈的太阳风暴,但却一直风和日丽。

穿过“百武”彗星的尾巴

日本南部的鹿儿岛有一座世界著名的航天发射中心。这里还有一群天文爱者,其中一位叫百武裕司。百武裕司是一位照相制版师,业余爱好天文。他认为业与业余,只不过是分工不同,发现天文新星的机会是一样的。1995年12月26日,武将天文望远镜对准繁星闪烁的太空,竟发现了一颗彗星,命名为“百武-1”号星。他成了业余天文爱好者的明星,专业天文学家的崇拜者。

天文观象需要全面的专业知识,也需要认真的钻研精神和机遇。1996年1月30凌晨4时,夜空晴朗,最佳观测时间在太阳升起之前。百武裕司将双筒天文望远镜准夜空搜索扫描,特别对准他不久前发现那颗彗星的星空再看上一眼。虽然他认为个地方绝对不可能再发现第二颗彗星,但仍值得回味一下。不久,他突然发现了一具有彗星特征的天体,位于乌鸦座东南方。百武简直不敢相信自己,那正是上个月现第一颗彗星的地方。他甚至自言自语道:“我一定是在做梦!”

在确认自己确实不是做梦之后,百武再次把天文望远镜对准了那片夜空:天哪!它还在那里。它比第一颗彗星密度高,但亮度暗淡。百武无法确认那颗彗星是否在慢慢移动。第二天,百武仔细比较核对了编号彗星的资料,没有发现这一彗星状天体的数据,可以认为这是一颗新彗星。他写了一份报告传真给日本国家天文台和其他天文机构。据说,第二天夜晚,鹿儿岛下起了小雨。百武无法进行天文观测,但却无法入眠。凌晨3时左右,百武收到了天文机构回复的传真:你发现了一颗新彗星,并命名为“百武-2”号彗星。

“尤利西斯”号是一颗幸运的探测器。1996年5月,“尤利西斯”号第一次遭遇明亮而壮观的“百武”彗星。当时,“尤利西斯”号离“百武”彗星很远。机不可失,时不再来。“尤利西斯”号当机立断,奋勇向前,穿过“百武”彗星的尾巴。“尤利西斯”号有一个惊人的发现:“百武”彗星的彗尾长度超过5亿千米。这是迄今发现的最长彗尾。这种穿越彗星的壮举,“尤利西斯”号已经是第三次了。

越阳之旅

2008年1月24日,“尤利西斯”号完成了一次真正的越阳之旅——成功飞越了太阳北极。“尤利西斯”号对太阳极地的太阳风进行取样,在地球上是很难观测到太阳极地的太阳风的。

“尤利西斯”号的探测成果具有重大价值。但是2008年,美欧科学家发现,“尤利西斯”号好像不听话了,本来飞行在太阳的南北极一定的高度,但现在越飞越高了。探测太阳不必担心寒冷,但远离太阳也会被冻僵。“尤利西斯”号难以提供足够热量,燃料冻结。随着燃料渐渐冻结,“尤利西斯”号将无法操纵,再也无法传回数据,只能永远绕着太阳运转,“尤利西斯”号将被“冻死”在外太空。

当时,“尤利西斯”号已服役近19年了,而它的设计服役期限仅为5年,超期服役近15年。如果把“尤利西斯”号比作一个预期寿命为70岁的人,那么它现在已经是近270岁“高龄”了。

2009年6月30日,这位太阳探测器爷爷走到生命最后时刻,长眠于太空。“尤利西斯”号不忘自己的职责,临终前发回最后的探测信息,并告诉地球:它的脉搏、血压和呼吸已到最后时刻。西方人以自己的方式纪念这位空间英雄,称它为“奥德赛”。

神奇的光环

近400年前,意大利天文学家伽利略使用自制的望远镜,对准了星空,把古老的天文学推进到了一个全新的时代。这是人类历史上第一次用望远镜观察土星。一天,伽利略在用望远镜观测土星的时候,发现土星与别的行星不一样,好像长了两个耳朵。为什么土星会长耳朵呢?对这个奇异的天文现象,伽利略百思不解。

1659年,荷兰天文学家惠更斯也发现了土星的耳朵,感到十分疑惑。经过更精细的观测之后,惠更斯发现土星的这两个像耳朵一样的东西,实际上是连在一起的,是一个环绕土星的扁平圆环。

1679年,出生于意大利的法国天文学家卡西尼,也研究了土星的光环。他认为光环是由无数小颗粒构成的。他发现并证实土星光环的中间有一条暗缝。暗缝后来被命名为卡西尼环缝。