在2025年這個21世紀的四分之一節(jié)點,聽到「90后」這個與年齡有關(guān)的標簽,大家的第一反應(yīng)大概還是會跟年輕、朝氣、活力這樣的形容詞關(guān)聯(lián)。不過在航天領(lǐng)域,一顆探測器如果是個「90后」,那可算得上是活化石的存在了。
據(jù)公開資料[1][2][3],目前宇宙空間現(xiàn)役探測器服中服役時間超過四分之一世紀的還有約20顆,其中除了大名鼎鼎的旅行者號雙子星,剩下的「90后」衛(wèi)星大多圍繞地球運行,但有3顆例外——在距離地球約150萬千米的日地拉格朗日L1點,有三顆服役時間接近或已經(jīng)超過30年的太陽衛(wèi)星。
日地拉格朗日點示意圖丨Wikipedia
三位「90后」太空勞模中的大哥是風太陽探測器(Wind),1994年11月1日發(fā)射升空,原設(shè)計壽命3年。探測器的主要任務(wù)寫在了名字上——旨在研究太陽風,為此探測器需要放在一個介于太陽和地球之間的位置,這樣才方便我們了解太陽風與地球的磁場發(fā)生相互作用之前的各種表現(xiàn)與性質(zhì)。探測器搭載了各種科學儀器,覆蓋了帶電粒子、電場、磁場、射電波、伽馬射線爆發(fā)等多領(lǐng)域探測能力。
風太陽探測器(Wind)丨Wikipedia
風太陽探測器在服役期間狀態(tài)穩(wěn)定,它的超長待機表現(xiàn)有賴于充足的燃料儲備——如果僅考慮燃料問題,風太陽探測器還能繼續(xù)工作半個世紀。30多年來,有超過7000篇研究論文引用了風太陽探測器的數(shù)據(jù),100多位研究生在這位太空勞模的助力下取得了學位。
二哥索賀號全名太陽和日球?qū)犹綔y器(Solar and Heliospheric Observatory,SOHO),1995年12月2日發(fā)射,原設(shè)計壽命2年。探測器有三個主要目標:一是研究太陽內(nèi)部的動力學和結(jié)構(gòu);二是研究為什么太陽的外層大氣(即日冕)比太陽表面熱得多;最后是研究太陽粒子風在何處以及如何加速。
索賀號多年來捕捉了大量太陽圖像︱ESA
和大哥不同,索賀號的職業(yè)生涯并非一帆風順:1998年6月25日,也就是衛(wèi)星服役約兩年半時,由于維持衛(wèi)星姿態(tài)的陀螺儀發(fā)生故障,衛(wèi)星在電量耗盡后失去了聯(lián)系。地面團隊經(jīng)過三個月的努力,于1998年9月中旬讓衛(wèi)星恢復(fù)正常的姿態(tài)。此時衛(wèi)星上三個陀螺儀僅剩一個可以正常工作,并且在同年年底也宣告失效。之后衛(wèi)星不得不每周消耗約7千克的推進劑以維持姿態(tài)。團隊與時間賽跑,將衛(wèi)星的姿態(tài)控制程序修改為無需陀螺儀的模式。自1999年2月起,索賀號成為了一顆無需陀螺儀維持三軸穩(wěn)定的探測器[4]。索賀號預(yù)計可以正常服役至2027年以后[5]。
2020年索賀號運行25周年時的數(shù)據(jù)里程碑︱ESA
索賀號在天文愛好者圈子中有很高的知名度,這得益于其搭載的大角度及光譜日冕儀(LASCO)。該儀器最初設(shè)計目標是通過制造人工日食研究日冕的結(jié)構(gòu)及演化,后來有人注意到由于儀器阻擋了來自太陽光球的眩光,可以更容易注意到距離太陽很近的彗星,即掠日彗星。截至2024年12月,通過索賀號的日冕儀發(fā)現(xiàn)的彗星數(shù)量已累計超過5000顆。
索賀號LASCO C2相機的視場范圍大約是6個太陽直徑,對應(yīng)840萬千米的寬度。圖片中央白圈為太陽光球范圍︱NASA
三弟高新成分探測器(Advanced Composition Explorer,ACE)于1997年8月25日發(fā)射升空,原設(shè)計壽命5年。探測器搭載了四類科學儀器,分別探測不同能量的粒子,太陽風/星際介質(zhì),宇宙線,以及磁場,為空間天氣預(yù)報提供關(guān)鍵基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。目前衛(wèi)星上的儀器除了太陽能高能粒子離子電荷分析儀 (SEPICA)外都保持正常工作狀態(tài)。我們可以在NOAA空間天氣預(yù)報中心的網(wǎng)站上查詢到ACE搜集的實時太陽風數(shù)據(jù)[6]。根據(jù)控制衛(wèi)星姿態(tài)的燃料儲備推算,衛(wèi)星預(yù)計可以服役到2029年。
高新成分探測器(Advanced Composition Explorer,ACE)丨Wikipedia
參考&拓展
[1]https://space.oscar.wmo.int/satellites
[2]https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_Solar_System_probes
[3]https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_space_telescopes#
[4]https://www.esa.int/esapub/bulletin/bullet97/vandenbu.pdf
[5]https://space.oscar.wmo.int/satellites/view/soho
[6]https://www.swpc.noaa.gov/products/ace-real-time-solar-wind
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