昨天中午，在大洋彼岸的黑夜中，美国宇航局（NASA）和欧洲航天局（ESA）联手开发的‘太阳轨迹飞行器’（ Solar Orbiter），从卡纳维拉尔角空军基地发射升空。
这个飞行器终究的目的地，就是带给地球拂晓的太阳，它将首次拍下太阳两极的图像，开启人类探究太阳的一段新征途。
虽然人类对太阳的观测已经有很长一段时间，不久前国际最大的太阳望远镜还发布了首批高清太阳相片，但一切观测太阳的成像仪器，都只能拍到黄道面（ecliptic plane）角度的太阳，从未观测过太阳的两极。
所谓黄道面，便是地球以及其他行星围绕太阳公转的平面。而太阳轨迹飞行器则要脱离黄道面，以鸟瞰视角对太阳南北极进行观测。
其实这并不是第一个尝试飞越太阳南北极的飞行器，1990 年美国宇航局（NASA）和欧洲航天局（ESA）就曾合作，将尤利西斯号太阳探测器（Ulysses）发射升空，尤利西斯号在 2009 年退役前，曾绕太阳飞行了三圈。
尤利西斯号太阳探测器。
虽然尤利西斯号也曾掠过太阳两极，但与太阳的最近距离比日地距离还要远，并且它只携带了原位仪器（in situ instrument），只能丈量飞船周围的太阳风状况。
而这一次的太阳轨迹飞行器，在最近的时分间隔太阳表面只有 2600 万英里（约 4184 万公里），这将比间隔太阳最近的行星水星（ 5800 万公里）更接近太阳，这也是观测太阳的理想间隔。
经过太阳轨迹飞行器携带的 4 台原位仪器和 6 台遥感成像仪，人类将首次拍下太阳南北极的相片，这也是有史以来最接近太阳的相机。这次使命 NASA 副项目科学Teresa Nieves-Chinchilla 表明：
咱们能够制作出原位仪器观所‘接触’到的太空环境，以及遥感成像仪‘看到’的太阳。
不过飞行器要逃离黄道面也不容易，这需求更大的能量，太阳轨迹飞行器将利用地球和金星的引力，将自己弹射到南北极的观察区域。
这其实是利用了航天动力学中的‘弹弓效应’，通过行星或其他天体的相对运动和引力改动飞行器的轨道和速度，以此来节约燃料、时间和成本。
这样的场景在科幻电影《星际穿越》就曾出现，电影中飞船燃料缺乏，宇航员只能经过多次飞近一颗引力巨大的黑洞，然后获得了加速度以抵达下一个星球。
《星际穿越》剧照
据 NASA 介绍，在太阳轨迹飞行器的设计寿命为 7 年，将在太阳赤道高 24 度的歪斜面上运转，3 年后歪斜将达到 33 度。
飞行器靠近太阳后，面对的则是超高温的考验。要知道被太阳高温炙烤的水星，白天温度就抵达 430 ℃，而比水星更挨近的太阳的飞行器，所要承受的温度更高，在这样的高温下，太空探测器和很多仪器往往难以正常工作。
因而太阳轨迹飞行器选用一种定制的钛隔热罩，上面覆盖了磷酸钙涂层，能够接受超越 900 华氏度（约 480 ℃）的高温，其中 5 个遥感成像仪测将经过隔热罩上的窥探孔观测太阳，隔热罩后的仪器的温梯度能在保持在零下 4 华氏度到零下 122 华氏度之间。
正如欧洲航天局的科学家 Daniel Müller 所说，这将进入一个不知道的国际。
太阳南北极背面的隐秘，或许和每个地球人都有联系
为什么要千里迢迢给太阳南北极摄影？由于在太阳南北极发生的事，可能对太空中的航天器、宇航员。乃至地球上每个人都会造成不小的影响。
这要从太阳黑子说起，1843 年德国天文学家 Samuel Heinrich Schwabe 发现太阳黑子存在周期性的改变。在为期 11 年的周期里，太阳黑子数先增加，然后逐渐下降至初始水平，而太阳的两极的磁场，每 11 年也会翻转一次。
太阳耀斑。 图片来自：NASA
在太阳磁场翻转前夕，太阳黑子活动会到达顶峰，太阳风暴也出现的最为频繁。
当这些太阳风暴突击地球，会对地球磁场发生扰动，不只会对搅扰 GPS 和通信卫星，威胁太空中宇航员的生命，地球大量电子设备和基础设施也可能遭到波及。
在 1859 年 9 月，地球曾遭遇了有记载以来最激烈的太阳风暴，全球多地都呈现了绚丽的极光，而一起欧洲和北美的电报体系却完全瘫痪，电报机主动起火，甚至有发报员遭遇电击，史称‘卡灵顿事情’。
图片来自：Amino Apps
类似的工作发生了不止一两次。1989 年的 3 月的一次太阳风暴，就让加拿大魁北克省电网瘫痪，全省停电超过 9 个小时。同时美国新泽西州的塞伦核电站也严峻损毁。
新泽西塞伦核电站损毁的变压器。 图片来自：Modern Survival Blog
在这个高度依靠电网、卫星导航和各种电子设备的的现代社会，太阳风暴给我们造成影响将愈加巨大。依据美国科学院 2011 年的一份报告，假如发作超级太阳风暴，第一年就可能给美国带来 1-2 万亿美元的损失，而风暴后的重建时间可能需要 4-10 年。
要避免太阳风暴对咱们构成影响，首要就要搞清楚其构成的原理。科学家认为，太阳风暴的构成可能与太阳黑子 11 年的活动周期有关，但科学家一直无法搞清楚为什么这个周期是 11 年，NASA 科学家 Holly Gilbert 认为，观测太阳两极磁场的改变或许可以找到答案。
太阳两极对于咱们进行准确建模来说尤为重要，为了能预测太空气候事件，咱们需要一个非常准确的太阳全球磁场模型。
与帕克太阳探测器合作，破解更多未解之谜
太阳轨道飞行器是 NASA 是近年来对内层太阳系的第2次首要探测任务，2018 年 8 月，NASA 斥资 15 亿美元打造的帕克太阳探测器（Parker Solar Probe）就开始了逐日之旅。
帕克太阳探测器是有史以来间隔太阳最近的探测器，也是人工航天器初次抵达恒星大气层。在 1 月 29 日，帕克太阳探测器才刚刚完成了第四次近日飞行，最近的时候间隔太阳表面只有 400 万英里（约 640 万公里）。
而在不久的将来，太阳轨迹飞行器会与帕克太阳探测器协同工作，帕克太阳器在近距离对太阳粒子进行采样，而太阳轨迹飞行器则在更远处拍摄太阳的图像，科学家会将两者的观测结果整合到一起。
此外当两个探测器偶然处于统一水平线上时，还会在不同的时刻点对相同的太阳磁场线或太阳风流束进行测量。NASA 科学家 Nieves-Chinchilla 表示，两个探测器一起进入轨迹是航天史上一个巨大里程碑。
此外当两个探测器偶尔处于一致水平线上时，还会在不同的时刻点对相同的太阳磁场线或太阳风流束进行丈量。NASA 科学家 Nieves-Chinchilla 表明，两个探测器一起进入轨迹是航天史上一个巨大里程碑。
跟帕克太阳探测器，当太阳轨道飞行器完成任务后，不太可能再回来地球了，除了隔热罩的部分都会被燃烧殆尽，只剩下隔热罩绕着太阳旋转，数千年后，这会成为人类探索太阳的印记，就像果壳网编辑 @Ent_evo 想象的那样：
也许当智慧生命第二次在地球上诞生的时候，会注意到太阳边上的一个明亮小物体。也许这将是伊卡洛斯飞得离太阳最近的一次。
