日全食(圖片來自NASA, M. Druckmüller拍攝)

　　新華社北京8月14日電（記者喻菲）月亮遮擋太陽而形成的日全食不僅景象壯觀震撼，也是科學(xué)家觀測日冕的絕佳機(jī)會(huì)，但這樣的時(shí)機(jī)過于短暫稀少，稍縱即逝。中國科學(xué)家最近提出了一種新穎的觀測模式，到太空中利用地球的遮擋形成另類“日食”，通過長時(shí)間、高精度的觀測探秘太陽風(fēng)暴。

　　12日升空的美國“帕克”太陽探測器開啟了人類歷史上首次“觸摸”太陽的逐日之旅，歷經(jīng)7年飛行后它將進(jìn)入日冕一探究竟。同樣是研究日冕，中國科學(xué)家的方案卻是深入地球的陰影里去。

　　中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心研究員羅冰顯說，日冕，即太陽上層大氣，溫度高達(dá)上百萬攝氏度，經(jīng)常產(chǎn)生太陽風(fēng)暴，會(huì)對衛(wèi)星、導(dǎo)航、通訊等產(chǎn)生嚴(yán)重影響。然而，受限于觀測能力，人類對日冕的物理規(guī)律認(rèn)識(shí)很不足，日冕加熱機(jī)制曾被《科學(xué)》雜志列為當(dāng)代八大未解天文之謎。

　　羅冰顯說：“在地球上觀測日冕非常困難，因?yàn)殡m然日冕溫度很高，但它的亮度和我們平時(shí)肉眼所看到的太陽本體相比不足百萬分之一。”

　　他說，在自然條件下，只有出現(xiàn)日全食的時(shí)候才能觀測日冕。然而日全食發(fā)生的次數(shù)非常稀少，一次日全食只能持續(xù)幾分鐘，有時(shí)候可觀測位置位于海洋上，有時(shí)候天氣條件又不利于觀測，所以靠日全食進(jìn)行日冕觀測受到很大限制。

在太空觀測日食的概念圖(受訪者提供)

　　據(jù)介紹，科學(xué)家們根據(jù)日全食的產(chǎn)生原理，設(shè)計(jì)了一種名為日冕儀的儀器，利用人工擋板把太陽本體的光擋住，從而對日冕發(fā)出的光線進(jìn)行觀測。但是，日冕儀會(huì)受到雜散光、漸暈等各種影響，如果是在地球上使用，還會(huì)受地球大氣散射、天氣等條件的影響。

　　“我們借鑒月亮遮擋太陽形成日食的原理，想到地球也能作為遮擋物，可以將望遠(yuǎn)鏡放在太陽和地球連線的遠(yuǎn)端進(jìn)行日冕觀測。”羅冰顯說。

　　羅冰顯的團(tuán)隊(duì)計(jì)算后發(fā)現(xiàn)，最合適的觀測點(diǎn)距離地球約140萬公里，位于日地第二拉格朗日點(diǎn)附近。在這里，望遠(yuǎn)鏡在日地引力和微小的推力作用下，就可與地球以相同的角速度繞太陽公轉(zhuǎn)，太陽、地球、望遠(yuǎn)鏡三者的相對位置保持不變，且地球能恰好完全遮擋太陽，可以獲得長時(shí)間、高精度的日冕觀測數(shù)據(jù)。

　　最近，羅冰顯與中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)申成龍教授、以及中國科學(xué)院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院的王亞敏博士組成的研究團(tuán)隊(duì)帶著這個(gè)被命名為“地掩天蝕”的觀測設(shè)想，參加了在深圳舉行的“率先杯”未來技術(shù)創(chuàng)新大賽，并位列30個(gè)優(yōu)勝項(xiàng)目之一。

在太空觀測日食的概念圖(受訪者提供)

　　羅冰顯說，要實(shí)施這個(gè)計(jì)劃還面臨兩大技術(shù)挑戰(zhàn)：一是為了獲得盡可能長的觀測時(shí)間，探測器需長期保持在地球陰影區(qū)，太陽光照缺失，無法采用傳統(tǒng)的太陽能電池陣解決探測器供電問題；二是探測器隨著地球一起繞太陽公轉(zhuǎn)時(shí)，慣性加速度與日地引力存在細(xì)微的不平衡，需要額外的推力來進(jìn)行補(bǔ)償。

　　“目前我們正在進(jìn)一步論證各種解決方案，比如采用放射性同位素電源解決電力問題，通過軌道優(yōu)化、高比沖推進(jìn)器解決引力補(bǔ)償問題等。另一個(gè)方案是在合適的太陽光照區(qū)域部署太陽帆航天器，與位于陰影區(qū)的日冕探測器用系繩連接，這樣既能為探測器供電，又能利用太陽光對太陽帆產(chǎn)生的壓力平衡引力。”羅冰顯說，“具體采用什么方式，還有沒有其他更好的方式，還需要更深入的研究。”

　　他說，對太陽的認(rèn)識(shí)是人類了解宇宙奧秘、揭示生命規(guī)律的重要方式。此外，太陽經(jīng)常會(huì)發(fā)生爆發(fā)活動(dòng)，這些爆發(fā)活動(dòng)會(huì)影響衛(wèi)星、電網(wǎng)、海底電纜、輸油管道、飛機(jī)、定位導(dǎo)航、通訊等人類賴以生存的高技術(shù)系統(tǒng)。因此，人類需要具備太陽爆發(fā)活動(dòng)的預(yù)警能力，以應(yīng)對太陽風(fēng)暴的影響。

　　“如果‘地掩天蝕’計(jì)劃能夠?qū)嵤瑢⒋蠓忍嵘F(xiàn)有日冕觀測能力，有望幫助解開日冕加熱、太陽風(fēng)暴的秘密，也能服務(wù)于空間環(huán)境預(yù)報(bào)，應(yīng)對太陽風(fēng)暴對人類技術(shù)系統(tǒng)的影響。”羅冰顯說。

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責(zé)任編輯： 唐斕