NASA將發射探測器用於研究太陽圈的邊界

原標題：NASA將發射探測器用於研究太陽圈的邊界

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近日，NASA選定了一項將於2024年啟動的科學探測器，將用於取樣、分析和測繪來自星際空間的粒子流。

這項名為「星際測繪加速探測器(IMAP)」的計劃將會幫助科研工作者更好地理解太陽圈的邊界。

「太陽圈」指的是包裹和保護著太陽系全部行星的一圈帶有磁場的「氣泡」，這一層「氣泡」是由來自太陽的太陽風與來自太陽系外的物質不停地碰撞而形成的。而正是這些碰撞，阻擋過濾了相當一部分對人類有害的輻射進入日球層內——IMAP將收集並分析那一部分進入到太陽系的粒子流。

圖一：日球層邊界示意圖。圖中橫軸為以太陽為圓心的半徑長度的對數，單位為天文單位(AU)。

圖片來源：https://en.wikipedia.org/wiki/Oort_cloud

「這個邊界以內就是太陽保護我們的範圍，IMAP能夠讓我們更多地了解這個『宇宙濾網』，」來自華盛頓NASA科學計劃部門的Dennis Audrucyk這樣介紹道，「當我們未來將載人航天計劃擴展到深空的範圍時，來自太陽圈的影響將會超過來自地球的影響，這項研究將會起到很大的作用。」

圖二：IMAP工作示意圖。它將用於收集來自太陽風與星際物質相互作用後進入太陽系的信號。

圖片來源：NASA

這項任務的另一個目標是研究太陽圈內宇宙線的產生。宇宙線廣泛地產生於銀河系內乃至系外，它們能夠對一些電子設備造成干擾和損傷，也能夠給天文觀測帶來很明顯的誤差，這些都給人類探索太空帶來了麻煩。

圖三： 圖中那些不規則的線段就是天文觀測圖像中的宇宙線。它們給天體的觀測和計算都造成了影響，而且人類目前並不完全了解它們在宇宙中產生的機制。

圖片來源：CTIO/DECam

IMAP將被發射到日地之間距離地球一百五十萬公里的第一拉格朗日點，這能夠使探測器最大程度地利用搭載的儀器來監測在外太陽系星際物質與太陽風的相互作用。

這項計劃的負責人是來自普林斯頓大學的David McComas，位於馬里蘭州的約翰霍普金斯大學應用物理實驗室將會協助項目的管理。這枚探測器計劃搭載10件來自全球各大學和科研機構的儀器設備。

IMAP於2017年末通過一些列廣泛而嚴格的評估並被NASA選定，整個任務預算高達4.9億美元，其中不包含發射所需航天器的花銷。

這項計劃是NASA的「日地探測計劃(STP)」中的第五項，其他幾項計劃包括「日地聯繫觀測(STEREO)」——與歐洲宇航局合作的對於太陽和內日球層的全球觀測項目；「磁層多尺度任務(MMS)」——用於研究地球周邊磁場再連接的過程的項目；太陽遙感任務「日出衛星(Hinode)」——與日本宇航研究開發機構的合作項目；以及「熱氣層、電離層、中間層能量與動力項目(TIMED)」——用於觀測地球大氣層外沿的項目。

圖四：宇宙中的「天氣」指的是能夠對人類的科技設備造成影響的太陽和宇宙的環境情況。

圖片來源：NASA

通過這一系列對於日地系統的探測計劃，NASA希望能更好地了解太陽及其與地球之間的相互作用，同時研究太陽系與星際物質之間的作用機理，更深入地探索宇宙的「天氣」。

參考文獻：

1. https://www.nasa.gov/press-release/nasa-selects-mission-to-study-solar-wind-boundary-of-outer-solar-system

2. https://www.nasa.gov/feature/goddard/2018/as-solar-wind-blows-our-heliosphere-balloons

3. https://en.wikipedia.org/wiki/Heliosphere

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作者：劉濱陽

編排：劉濱陽

校對：王晴

太陽風與地磁場的作用

圖片來源：NASA

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