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李会超:欧空局批准“微笑”计划,中欧合拍空间科学大戏将正式开机
关键字: 微笑卫星计划3月5日,欧空局网站发布消息,由中欧科学家共同提出的“微笑”(SMILE)卫星计划已获欧空局(ESA)科学计划委员会的批准。由于在2016年11月,中方负责该卫星项目的中国科学院已经批复该工程立项,因而欧空局的批准意味着该计划可以进入实施阶段,这场中欧合拍的空间科学大戏即将正式开机。SMILE卫星将为保护人类免受太阳风暴的侵袭作出贡献,也将把中欧双方有着良好传统的空间科学领域合作推向新时代。
(SMILE卫星LOGO)
从美丽的极光说起
这颗卫星“微笑”的名字来源于它的英文简称SMILE,它的全称实际上是“太阳风-磁层相互作用全景成像卫星”(Solar wind Magnetosphere Ionosphere Link Explorer)。这样一长串术语组合而成的卫星名,也许会让读者朋友们产生“字都认识,组合在一起就不知所云”的感觉。实际上,这颗卫星与很多朋友所向往的美景——极光,有着密切的联系。
(从地球上看到的美丽极光)
极光是带电粒子轰击地球两极的高层大气所产生的发光现象,因其带来的令人窒息的视觉体验而被人们追逐。要想看到这种半空中的绚烂景象并非一件容易的事情,只有亲身来到寒冷的两极地区,才有机会一睹这种美丽的自然现象。同时,对于地理纬度相同的地区,看到极光的机会也不均等。在我国境内,几乎没有可能看到极光,而一旦极光活动增强时,与我国处于同一纬度范围的北美地区的民众,则有机会一饱眼福。
(国际空间站上看极光)
极光之所以出现的位置如此特别,是因为产生极光的带电粒子在半空中并非自由飞翔,他们行走路径受到地球磁场的控制。他们从距离地面数万到数十万公里的地方进入地球磁场系统后,最终“落地”,在高度90-150公里的范围内产生极光的地理位置,就是地磁场的磁力线即将进入地球内部的地方——地磁极。由于地磁的南北极和地理上的南北极并不完全重合,地磁南极相对地理北极(地磁南北极和地理南北极刚好相反)偏向北美地区,因而才使美加人民获得了更多的看极光的机会。
(一次大磁暴期间的极光可见范围示意图,当地磁活动水平到达一定程度时,彩色线以北的区域可以看到极光。由此图可见,我国与极光基本无缘。)
这些带电粒子并非地球自产自销,而是太空中的“进口”货。它们从太阳表面涌出,在太阳附近的日冕中被加热到数百万度的高温,以每秒几百公里的高速奔向太空之中。当它们到达地球时,地球的磁场阻碍了它们的奔驰,于是朝向太阳一侧的地球磁场被压缩,背向太阳一侧的地球磁场被拉伸,地磁场变得不再对称。
这些粒子从太阳上跑出来时,还携带了太阳的磁场。如果太阳磁场的方向与地球磁场的方向,在地球朝向太阳的那一侧刚好相反,太阳磁场就能打开地球磁场的铠甲,将来自太阳的带电粒子注入到地球磁场之中。进入地磁场后,这些粒子还要经历一系列复杂的能量转换和加速过程后,才会来到两极,形成极光。这些来自太阳的带电粒子,就是“太阳风”,而被太阳风所重塑的地球磁场,则被称为“磁层”。“微笑”卫星所要研究的,就是这个区域发生的物理现象。
(SMILE卫星和它所要探测的地球磁层)
标签 卫星-
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- 责任编辑:孙武
- 最后更新: 2019-03-19 10:15:29
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