原文作者：Jonathan O'Callaghan
歐洲航天局的太陽軌道載具（Solar Orbiter）將為開啟太陽科學(xué)的 黃金時(shí)代 做出貢獻(xiàn)。
更新：太陽軌道載具已于 2 月 9 日按計(jì)劃發(fā)射。
歐洲航天局即將發(fā)射一個(gè)航天器，在有史以來最近的位置拍攝太陽的照片，讓科學(xué)家們首次看到這顆恒星從前不為人知的兩極地區(qū)。該航天器被稱為 太陽軌道載具（Solar Orbiter） ，它將與其它一系列太空任務(wù)和望遠(yuǎn)鏡，共同開啟太陽研究的新紀(jì)元。
藝術(shù)效果圖：太陽軌道載具（左）和美國航空航天局的帕克太陽探測(cè)器將同時(shí)對(duì)太陽展開觀測(cè)。圖片來源：太陽軌道載具：ESA/ATG medialab；帕克太陽探測(cè)器：NASA/Johns Hopkins APL
倫敦帝國理工學(xué)院的 Helen O Brien 表示： 還從未有人能在離太陽這么近的地方拍攝照片。 她負(fù)責(zé)管理太陽軌道載具的磁力儀，NASA 也參與了相關(guān)的工作。 我們應(yīng)該能看到一些漂亮的照片。
2 月 9 日，耗資 5 億歐元（5.5 億美元）的太陽軌道載具將從佛羅里達(dá)的卡納維拉爾角發(fā)射升空。這個(gè)航天器上裝備有十種儀器，它的第一階段任務(wù)是用十年的時(shí)間進(jìn)入水星軌道。
O Brien 說，它的主要目的是研究太陽與太陽圈之間的相互作用。 能量會(huì)從太陽表面?zhèn)鞑サ叫请H空間，搞清楚這個(gè)過程是一件非常重要的事情。
近距離接觸
這個(gè)航天器最終的軌道將離太陽非常近，最近的地方只有 4200 萬公里，即 0.28 個(gè)天文單位（地球與太陽之間的距離為 1 個(gè)天文單位）。在金星引力的協(xié)助下，航天器大約需要兩年的時(shí)間來到達(dá)這個(gè)軌道。
科學(xué)家們還希望利用太陽軌道載具，來研究到底是什么為太陽風(fēng)提供了動(dòng)力。太陽風(fēng)是以每秒數(shù)百公里的速度，離開太陽外層大氣（稱為日冕）的粒子流和等離子體流。由于距離太陽很近，太陽軌道載具可以在太陽風(fēng)的高能粒子因漫長的星際旅行而改變性質(zhì)之前，就對(duì)它們的原始狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量。
太陽軌道載具的主要科研任務(wù)階段將于 2021 年 11 月開始，持續(xù)四年的時(shí)間。但是，如果任務(wù)得以延長（ESA 的科學(xué)家也希望如此），該航天器將就進(jìn)入第二階段，這將使其可以首次對(duì)太陽的兩極進(jìn)行拍攝。任務(wù)控制人員將花幾年的時(shí)間，利用金星的引力，增加航天器軌道與行星軌道面之間的夾角，當(dāng)傾斜角最大增加到 33 度時(shí)，太陽軌道載具將能夠向上越過太陽。
我們將逐步飛出黃道面，首次一窺太陽兩極的真容， Daniel M ller 說， 我們認(rèn)為，這是更好地了解太陽磁場活動(dòng)周期的關(guān)鍵，因?yàn)槊窟^ 11 年的時(shí)間，太陽的磁極性就會(huì)發(fā)生變化，導(dǎo)致北極和南極互換。 M ller 是太陽軌道載具項(xiàng)目的一名科學(xué)家、歐洲航天局歐洲空間研究與技術(shù)中心（European Space Research and Technology Centre）的太陽物理學(xué)家。在此前的任務(wù)中，ESA 和 NASA 的尤利西斯號(hào)探測(cè)器（Ulysses spacecraft）曾在 1990 年代和 2000 年代飛越過太陽的兩極，但尤利西斯號(hào)上并沒有相機(jī)。
太陽軌道載具上大部分由太陽能驅(qū)動(dòng)的儀器設(shè)備，都有一層 40 厘米厚的鈦防護(hù)罩。盡管它的前部將承受 500 C的高溫，但是因?yàn)榉雷o(hù)罩的保護(hù)和宇宙的真空環(huán)境，位于其正后方的儀器溫度將保持在 50 C以下。
這些儀器中包括若干攝像頭，它們將透過防護(hù)罩上的小孔，在比以往任何航天器都靠得更近的位置，拍攝太陽的圖像。而航天器后方伸出的一個(gè) 4.4 米的長臂上，安裝著磁力儀等儀器，可以測(cè)量太陽風(fēng)的磁場。
輪番上陣
在太陽軌道載具之前，NASA 于 2018 年 8 月發(fā)射的帕克太陽探測(cè)器（Parker Solar Probe）已經(jīng)飛向太陽。帕克探測(cè)器即將成為距離太陽最近的航天器（僅 0.04 個(gè)天文單位），但它并沒有攜帶可以直接為這顆恒星拍照的相機(jī)。
這兩項(xiàng)任務(wù)研究的是同一門科學(xué)，但使用的是不同的方法， 美國宇航局科學(xué)任務(wù)理事會(huì)（Science Mission Directorate）太陽物理學(xué)研究負(fù)責(zé)人 Nicola Fox 說， 肯定會(huì)有太陽軌道載具儀器全開、帕克太陽探測(cè)器也距離非常近的時(shí)刻。我們會(huì)進(jìn)行一些非常酷的科研協(xié)作。
Nour Raouafi 來自約翰霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室，是帕克太陽探測(cè)器項(xiàng)目的一名科學(xué)家。他表示，該航天器將與剛剛于上月發(fā)布了第一組照片的夏威夷井上太陽望遠(yuǎn)鏡（Daniel K. Inouye Solar Telescope）一道，共同成為 史無前例 的太陽研究熱潮的一部分。 下一個(gè)十年，將會(huì)是太陽和太陽物理學(xué)研究的黃金時(shí)代。
原文以 Spacecraft will take first-ever images of Sun s elusive poles 為標(biāo)題發(fā)表在 2020 年 2 月 8 日的《自然》新聞上。
