在今年1月31日的“羲和二號”項目啟動會暨科學研討會上,我國計劃在2028-2029年間擇機發射“羲和二號”探測器,目標直指日地引力平衡點L5點。
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這雖然不是我國第一次探日——2021年發射的“羲和號”已超期服役且狀態良好,但“羲和二號”與之不同,后者將實現重大突破:它是全球首個計劃在日地L5點駐留的太陽探測器,能從1.5億公里外提前4-5天預警太陽風暴,可為地球撐起“太空預警傘”。
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L5點到底是個啥“神仙位置”?
不少人看到羲和二號要到達的“日地拉格朗日L5點”就有點懵,其實用“太空停車位”打比方就好懂了。太陽和地球之間存在5個引力平衡點,就像5個“天然停車場”,航天器停在這里不用費太多燃料就能保持穩定。這5個點里,L1、L2、L3都在日地連線上,L1在日地中間,常用于監測太陽;L2在地球背陽面,L3在太陽的另一端與地球正對的位置。
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而L5點和它的“雙胞胎”L4點,是僅有的兩個“永久車位”。如果把地球繞太陽的軌道看成一圈跑道,地球往前跑,L5點就在它“身后”60度的位置,和太陽、地球構成一個邊長約1.5億公里的等邊三角形。打個更形象的比方:就像你開車繞圈,L5點始終在你后方固定距離,既能看清前方的“路況”(太陽),又不會被你“擋住視線”。
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更關鍵的是,人類過去發射的70多顆太陽探測器,不是擠在日地連線上,就是繞著太陽轉,從沒在L5點“安過家”。這就像大家都擠在舞臺正面看表演,“羲和二號”偏要去側面看臺——能看到別人看不到的角度,這也是它被稱作“全新旁觀者視角”的原因。
為什么非要去L5點?這3個優勢太關鍵
“羲和二號”放著現成的軌道不去,偏要奔L5點,可不是為了“標新立異”,而是這個位置的“探測天賦”實在太突出。
一,預警時間:比地球視角多賺4-5天“準備期”
太陽爆發就像“太空臺風”,一旦發生太陽耀斑、日冕物質拋射(CME)等災害性活動,高速帶電粒子會以每秒數百公里的速度沖向地球,可能干擾衛星信號、癱瘓電網,甚至威脅航天員安全。過去從地球或L1點觀測,只能在太陽活動“面向地球”后才能發現,留給人類的準備時間很短。
而L5點的“超前視角”能解決這個問題。中國科學院國家天文臺汪景琇院士解釋:太陽赤道區域25天左右轉一圈,L5點能提前“撞見”即將轉到地球正面的太陽活動區——就像你在高速上開車,前方車輛的故障得等你靠近才看見,而你身后的觀察點早就發現并通知你了。這4-5天的提前預警,足夠電力部門調整電網、衛星團隊切換模式,把損失降到最低。
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二,觀測能力:給太陽做“3D CT”
2021年的“羲和號”是繞地球轉的,相當于從“地面”看太陽;而“羲和二號”在L5點,加上我國已有的“夸父一號”太陽探測器,三者能形成“天地立體觀測網”。打個比方:過去看太陽像看一張平面照片,現在有了三個不同角度的相機,能拍出太陽的“3D影像”,甚至能看清太陽爆發時的“內部結構”。
南京大學李川教授介紹,“羲和二號”會攜帶高精度設備,精細測量太陽磁場和太陽活動,建立完整的“太陽爆發三維物理模型”。這就像醫生通過CT掃描看清人體內部病變,科學家也能通過它搞懂“太陽為什么會爆發”“帶電粒子怎么傳播”——從“知其然”到“知其所以然”,這對人類理解恒星活動有重大意義。
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三,運行成本:“省油”還能“超長待機”
航天器在太空“過日子”,燃料就是“生命線”。L5點的引力平衡特性,讓“羲和二號”不用頻繁啟動發動機調整軌道,大大節省燃料消耗。按照設計,它的壽命長達7年,比“羲和號”的3年設計壽命翻了一倍多。
這意味著它能完整覆蓋太陽活動的“關鍵階段”——太陽有11年一個的活動周期,2028-2029年發射后,它能剛好趕上下一個太陽活動高峰期,持續捕捉太陽“脾氣最暴躁”時的狀態,獲取的科學數據會更全面。
為什么要花大力氣探日?關系到每個人的生活
可能有人會問:花這么多錢去看太陽,和我們普通人有啥關系?其實太陽活動影響著我們的日常,甚至關乎“太空時代”的安全。
比如2003年,一次超強太陽風暴擊中地球,導致全球短波通信中斷,北極光甚至出現在美國佛羅里達州;2012年,又一次強太陽風暴擦肩而過,有科學家估算,要是擊中地球,僅美國電網修復就得花數十億美元,停電可能持續數月。
隨著人類越來越依賴衛星(導航、通信、氣象都靠它),甚至未來要搞載人登月、太空旅游,太陽風暴的威脅只會更大。
“羲和二號”的預警能力,相當于給地球裝了“太空天氣預報雷達”。以后再遇到太陽風暴,我們能提前幾天知道“風暴強度”“什么時候到”,電力公司可以提前降低電網負荷,衛星運營商能調整衛星姿態,甚至航天員能提前躲進防護艙——這些看似遙遠的航天任務,最終守護的是我們的日常生活。
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更長遠看,研究太陽也是人類探索宇宙的“第一步”。太陽是離地球最近的恒星,搞懂它的活動規律,能幫我們理解其他恒星的演化,甚至為未來“星際旅行”積累經驗。從這個角度說,“羲和二號”去L5點,不只是一次探日任務,更是中國為人類探索宇宙貢獻的“東方視角”。
從“跟跑”到“領跑”,中國探日的下一步
從2021年“羲和號”實現國際首次太陽Hα波段光譜成像,到如今“羲和二號”瞄準全球首個L5點探日任務,中國探日只用了5年就實現了從“跟跑”到“領跑”的跨越。這背后,是南京大學、航天科技集團等單位的技術積累,也是中國航天“一步一個腳印”的踏實——不追求“噱頭”,只做真正有科學價值的突破。
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按照計劃,“羲和二號”將在2028-2029年出發,7年后我們會收獲一大批關于太陽的全新數據。那時再回頭看,或許會發現:正是這個停在日地L5點的“中國探測器”,讓人類對太陽的認知邁出了關鍵一步,也讓地球的“太空安全網”變得更牢固。
消息來源:財聯社1月31日報道《我國計劃向日地引力平衡L5點發射“羲和二號”》網址
https://me.mbd.baidu.com/r/1QN73Fsfyp2?f=cp&rs=862125513
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