ESA太阳探测器将穿越彗星尾巴,观测太阳前紧急启动额外任务

今年2月才刚升空的太阳轨道飞行器,还没飞达离太阳表面4,200万公里的预定地点,就接到了一项突发任务——测量C/2019 Y4彗星的尾巴成分。

由欧洲太空总局(ESA)与NASA合作研制的太阳轨道飞行器(Solar Orbiter,SolO)始于今年2月9日(美东时间)发射升空,目的是围绕太阳、观测内太阳圈生态和新生太阳风,虽然期间遇上新冠肺炎病毒所以操作有短暂延误,但团队一直都在持续进行测试。

然而现在,工程师团队已快马加鞭完成所有调试程序,一切都是为了准备在6月与C/2019 Y4彗星(ATLAS)意外相遇的难得大好机会。

对太空探测器来说,飞行轨道恰好穿越彗星轨道是非常偶然的事件,除了专门关注彗星的任务外,目前各种太空探测器因缘际会下穿越彗尾的次数只有6次,其余多是在事后才从望远镜观测数据中挖掘。

这一次,科学家首度通过“预测”轨道提前让太阳轨道飞行器布局,目前已先试运行4项关键科学仪器,准备迎接这场与彗星的会合。

太阳轨道飞行器示意图。(Source:欧洲太空总局)

伦敦大学学院Mullard太空科学实验室科学家Geraint Jones首先注意到这点。2000年时,他曾发现尤利西斯号(Ulysses)探测器在偶然中穿越Hyakutake彗星的尾巴,不久之后又穿越另一颗彗星的尾巴;2007年时穿越了第三颗彗星的尾巴。

因此本月初,当Geraint Jones意识到太阳轨道飞行器将在接下来短短几周内穿越C/2019 Y4彗星下游4,400万公里处时,立刻向欧洲太空总局通报,科学家紧急启动了额外任务。

太阳轨道飞行器携带了10套科学酬载,用来研究太阳以及太阳释放到太空的带电粒子流(太阳风),幸运的是,其中4套仪器:太阳风分析仪(Solar Wind Analyser,SWA)、高能粒子探测器(Energetic Particle Detector,EPD)、磁强计(Magnetometer,MAG)、无线电和电浆分析仪(Radio and Plasma Wave analyser,RPW)也非常适合检测彗星尾巴。

当探测器穿越彗星尾巴时,可以测量飞行器周围的环境,揭开有关彗星尘埃和带电粒子的数据。彗星不只有一条尾巴,由气体和尘埃构成的尘埃尾(第二型彗尾)会被抛在彗星轨道后方,而离子尾(第一型彗尾)则指向背向太阳的地方,太阳轨道飞行器已先于5月31日~6月1日越过彗星的离子尾,假如离子尾内的离子密度够高,磁强计(MAG)就可能检测到行星际磁场的变化,而太阳风分析仪(SWA)可以直接捕获一些粒子。

等6月6日越过尘埃尾时,可能会有一或多个微小尘埃颗粒以每秒几十公里的速度撞击探测器,形成微小的带电气体云或等离子云,可以借无线电和电浆分析仪(RPW)检测。

如果太阳轨道飞行器顺利收集到数据,将能帮助科学家检查尘埃尾的行为是否与当前模型一致。

(首图来源:欧洲太空总局)