在2025年這個(gè)21世紀(jì)的四分之一節(jié)點(diǎn),聽(tīng)到「90后」這個(gè)與年齡有關(guān)的標(biāo)簽,大家的第一反應(yīng)大概還是會(huì)跟年輕、朝氣、活力這樣的形容詞關(guān)聯(lián)。不過(guò)在航天領(lǐng)域,一顆探測(cè)器如果是個(gè)「90后」,那可算得上是活化石的存在了。
據(jù)公開(kāi)資料[1][2][3],目前宇宙空間現(xiàn)役探測(cè)器服中服役時(shí)間超過(guò)四分之一世紀(jì)的還有約20顆,其中除了大名鼎鼎的旅行者號(hào)雙子星,剩下的「90后」衛(wèi)星大多圍繞地球運(yùn)行,但有3顆例外——在距離地球約150萬(wàn)千米的日地拉格朗日L1點(diǎn),有三顆服役時(shí)間接近或已經(jīng)超過(guò)30年的太陽(yáng)衛(wèi)星。
日地拉格朗日點(diǎn)示意圖丨Wikipedia
三位「90后」太空勞模中的大哥是風(fēng)太陽(yáng)探測(cè)器(Wind),1994年11月1日發(fā)射升空,原設(shè)計(jì)壽命3年。探測(cè)器的主要任務(wù)寫(xiě)在了名字上——旨在研究太陽(yáng)風(fēng),為此探測(cè)器需要放在一個(gè)介于太陽(yáng)和地球之間的位置,這樣才方便我們了解太陽(yáng)風(fēng)與地球的磁場(chǎng)發(fā)生相互作用之前的各種表現(xiàn)與性質(zhì)。探測(cè)器搭載了各種科學(xué)儀器,覆蓋了帶電粒子、電場(chǎng)、磁場(chǎng)、射電波、伽馬射線(xiàn)爆發(fā)等多領(lǐng)域探測(cè)能力。
風(fēng)太陽(yáng)探測(cè)器(Wind)丨Wikipedia
風(fēng)太陽(yáng)探測(cè)器在服役期間狀態(tài)穩(wěn)定,它的超長(zhǎng)待機(jī)表現(xiàn)有賴(lài)于充足的燃料儲(chǔ)備——如果僅考慮燃料問(wèn)題,風(fēng)太陽(yáng)探測(cè)器還能繼續(xù)工作半個(gè)世紀(jì)。30多年來(lái),有超過(guò)7000篇研究論文引用了風(fēng)太陽(yáng)探測(cè)器的數(shù)據(jù),100多位研究生在這位太空勞模的助力下取得了學(xué)位。
二哥索賀號(hào)全名太陽(yáng)和日球?qū)犹綔y(cè)器(Solar and Heliospheric Observatory,SOHO),1995年12月2日發(fā)射,原設(shè)計(jì)壽命2年。探測(cè)器有三個(gè)主要目標(biāo):一是研究太陽(yáng)內(nèi)部的動(dòng)力學(xué)和結(jié)構(gòu);二是研究為什么太陽(yáng)的外層大氣(即日冕)比太陽(yáng)表面熱得多;最后是研究太陽(yáng)粒子風(fēng)在何處以及如何加速。
索賀號(hào)多年來(lái)捕捉了大量太陽(yáng)圖像︱ESA
和大哥不同,索賀號(hào)的職業(yè)生涯并非一帆風(fēng)順:1998年6月25日,也就是衛(wèi)星服役約兩年半時(shí),由于維持衛(wèi)星姿態(tài)的陀螺儀發(fā)生故障,衛(wèi)星在電量耗盡后失去了聯(lián)系。地面團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)三個(gè)月的努力,于1998年9月中旬讓衛(wèi)星恢復(fù)正常的姿態(tài)。此時(shí)衛(wèi)星上三個(gè)陀螺儀僅剩一個(gè)可以正常工作,并且在同年年底也宣告失效。之后衛(wèi)星不得不每周消耗約7千克的推進(jìn)劑以維持姿態(tài)。團(tuán)隊(duì)與時(shí)間賽跑,將衛(wèi)星的姿態(tài)控制程序修改為無(wú)需陀螺儀的模式。自1999年2月起,索賀號(hào)成為了一顆無(wú)需陀螺儀維持三軸穩(wěn)定的探測(cè)器[4]。索賀號(hào)預(yù)計(jì)可以正常服役至2027年以后[5]。
2020年索賀號(hào)運(yùn)行25周年時(shí)的數(shù)據(jù)里程碑︱ESA
索賀號(hào)在天文愛(ài)好者圈子中有很高的知名度,這得益于其搭載的大角度及光譜日冕儀(LASCO)。該儀器最初設(shè)計(jì)目標(biāo)是通過(guò)制造人工日食研究日冕的結(jié)構(gòu)及演化,后來(lái)有人注意到由于儀器阻擋了來(lái)自太陽(yáng)光球的眩光,可以更容易注意到距離太陽(yáng)很近的彗星,即掠日彗星。截至2024年12月,通過(guò)索賀號(hào)的日冕儀發(fā)現(xiàn)的彗星數(shù)量已累計(jì)超過(guò)5000顆。
索賀號(hào)LASCO C2相機(jī)的視場(chǎng)范圍大約是6個(gè)太陽(yáng)直徑,對(duì)應(yīng)840萬(wàn)千米的寬度。圖片中央白圈為太陽(yáng)光球范圍︱NASA
三弟高新成分探測(cè)器(Advanced Composition Explorer,ACE)于1997年8月25日發(fā)射升空,原設(shè)計(jì)壽命5年。探測(cè)器搭載了四類(lèi)科學(xué)儀器,分別探測(cè)不同能量的粒子,太陽(yáng)風(fēng)/星際介質(zhì),宇宙線(xiàn),以及磁場(chǎng),為空間天氣預(yù)報(bào)提供關(guān)鍵基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。目前衛(wèi)星上的儀器除了太陽(yáng)能高能粒子離子電荷分析儀 (SEPICA)外都保持正常工作狀態(tài)。我們可以在NOAA空間天氣預(yù)報(bào)中心的網(wǎng)站上查詢(xún)到ACE搜集的實(shí)時(shí)太陽(yáng)風(fēng)數(shù)據(jù)[6]。根據(jù)控制衛(wèi)星姿態(tài)的燃料儲(chǔ)備推算,衛(wèi)星預(yù)計(jì)可以服役到2029年。
高新成分探測(cè)器(Advanced Composition Explorer,ACE)丨Wikipedia
參考&拓展
[1]https://space.oscar.wmo.int/satellites
[2]https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_Solar_System_probes
[3]https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_space_telescopes#
[4]https://www.esa.int/esapub/bulletin/bullet97/vandenbu.pdf
[5]https://space.oscar.wmo.int/satellites/view/soho
[6]https://www.swpc.noaa.gov/products/ace-real-time-solar-wind
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