气球载太阳观测站 Sunrise III 的第一缕阳光

为任务做好准备:气球载太阳观测站 Sunrise III 的第一盏灯。 学分:MPS,A. Gandorfer

在开始在平流层进行研究飞行的大约一个月前,气球载太阳天文台 Sunrise III 首次从其位于北极圈的发射场观察了太阳。 六月,日出三号将从瑞典航天局(SSC)位于基律纳(瑞典)的气球和火箭基地埃斯兰奇航天中心起飞,并将爬升到约 35 公里的高度。 在几天的飞行中,它将对太阳进行独特的测量。 通过这种方式,色球层中的过程,即可见表面和太阳外层大气之间的高度动态层,将变得比以往任何时候都更精确地可见。 在发射前的剩余几周内,来自德国、西班牙、日本和美国的技术和科学团队将为他们的任务准备所有系统和科学仪器,并排练飞行程序和操作。

自4月初以来,位于瑞典基律纳的埃斯兰奇航天中心一直是“日出三号”飞行最后准备工作的现场。 所有的硬件,包括缆车、太阳望远镜和科学仪器,都被拆成单独的部分,都是从位于哥廷根(德国)的马克斯普朗克太阳系研究所 (MPS) 用卡车运到那里的。 MPS 正在领导这项任务。 从那时起,低至-15摄氏度的冰冷温度和抵达时盛行的大雪已经让位于更可容忍的条件。 所谓的“第一道光”,即 Sunrise III 对太阳的第一次瞥见,发生在冰点附近的温度下。

“从北极圈发射需要大量的后勤工作,”Sunrise III 项目经理和 MPS 科学家 Andreas Korpi-Lagg 回顾过去几个月时说。 但对于这项任务的科学成功,位于遥远北方的远程发射场至关重要。 由于太阳在夏季不会落出北极圈,因此 Sunrise III 可以在飞行过程中全天候记录观测数据。 在地面上,研究太阳的研究人员发现夏威夷、加那利群岛和美国西南部等地的观测条件最佳。 但是在那里,即使在最好的观测季节,通常是初夏,测量时间通常也仅限于每天几个小时。

学分:马克斯普朗克学会

Sunrise III 的另一个优势是它的观测高度。 发射时,一个巨大的充满氦气的气球将 6 米高的天文台提升到平流层约 35 公里的高度。 然后风将两者都向西吹。 在这个几乎标志着向太空过渡的高度,大气非常稀薄,以至于空气湍流不会遮挡视线。 此外,日出 III 可以接触到太阳的紫外线辐射,其中大部分被地球大气层吸收。 “只有太空中的探测器才能提供更好的观测条件,”MPS 主任 Sunrise III 首席研究员 Sami Solanki 说。

在基律纳的第一道曙光期间,日出 III 仍然在地面上。 该里程碑主要不是提供来自太阳的具有科学意义的数据,而是提供使用自然阳光测试和校准所有系统的机会。 大厅里的起重机,作为 Esrange 航天中心的 Sunrise III 的“家”,小心翼翼地将 6 吨重的天文台抬离地面几厘米。 大厅门打开。 吊舱第一次自动与太阳对齐——就像在研究飞行期间一样。 阳光射入望远镜,从那里到达科学仪器和图像稳定系统。 在大厅深处的电脑屏幕前,科学和工程团队监控系统怎样响应。

Sunrise III 配备了三台科学仪器。 它们一起提供了从太阳可见表面下方区域到大约 2,000 公里以上的上色球层的全面观测数据。 它们从该区域捕获红外光、可见光和紫外光,从而使动态过程和磁场的可视化成为可能。 此外,Sunrise III 包含一个复杂的图像稳定系统。 它确保天文台即使在摇摆不定的气球上也能记录高度精确的数据。 如果一个目标射手想要同样“无摇晃”地射击,他必须保持他的设备非常稳定,以至于在 7 公里的距离内,射击的偏转不超过一根头发的厚度。


相当大的尺寸:Sunrise III 太阳观测站的总高度为 6 米。 学分:MPS,A. Gandorfer

太阳的色球层位于其可见表面和外层大气日冕之间。 在这个连接层中,发生了巨大的温度跳跃:从表面相对适中的 6000 摄氏度上升到 20,000 摄氏度。 在上面的层中,温度会上升到一百万摄氏度。 “即使经过几十年的现代太阳研究,色球层仍然是神秘的,”索兰基说。 “我们尚未完全了解的许多过程发生在色球层中,并为日冕提供能量,”他补充道。 总之,这些过程不仅产生了令人难以置信的日冕高温,而且还促进了太阳反复将粒子和辐射抛入太空的猛烈喷发。

Sunrise III 的观测数据将提供迄今为止从色球层获得的最佳高度分辨率:比以往任何时候都更精确,是否有可能将单个过程分配到太阳表面上方的精确高度。 “借助 Sunrise III,我们将能够比以往更好地跟踪色球层中的过程,”Sunrise III 项目科学家 Achim Gandorfer 说。

几周后,Sunrise III 的冒险飞行将开始,天文台将收集它的第一批数据。 在此期间,将调试所有系统并执行飞行程序。 “这次飞行只会持续几天。一切都必须从一开始就顺利进行,”Korpi-Lagg 说。 根据风速,日出三号将在大约五到七天后到达加拿大东北部的无人居住地区。 在那里,天文台将乘坐降落伞降落。

然而,确切的发射日期取决于天气。 如果有降水,日出三号无法起飞; 还需要平静的风。 “我们的准备工作正在按计划进行。我们将准备在 6 月初推出,”Korpi-Lagg 说。 冒险的最后阶段已经开始。