两项英国太空任务将研究太阳活动对行星和恒星之间空间的影响

由莱斯特大学领导的两项拟议的英国太空任务将探索太阳如何影响行星的大气层、空间天气和宜居性，以及恒星之间的空间。英国航天局向莱斯特大学耗资 1 亿英镑建造的莱斯特太空公园（Space Park Leicester）的两个团队提供了近 50 万英镑的资助。这两颗卫星将以两种不同的方式研究恒星日冕中的活动（如太阳风）如何影响行星及其轨道环境。

16U 立方体卫星 Elfen 航天器的早期设计。顶部是 T-FIPS 的入口孔，右侧是 MAGIC 吊杆展开时的样子。资料来源：莱斯特大学

恒星风可以直接影响外行星环境，控制来自银河环境的物质流和宇宙射线通量，从而对行星气候产生潜在影响。恒星也会将物质回收到星际介质--存在于恒星系统之间空间的物质和辐射--从而丰富银河系的金属含量。

这些过程可以告诉我们恒星系统行星的可居住性以及恒星和星系的演化过程，但目前我们对这些过程的了解还很不够。

映射到 GSE XY 平面的模拟 1 年轨道，在上游或太阳风区域显示为绿线，在近似等离子体片区域显示为紫线。弓形冲击和磁极分别用紫色和蓝色线条标出，两者之间的磁鞘用浅蓝色阴影标出。等离子体片区域为红色阴影。资料来源：莱斯特大学

获得 29.52 万英镑资助的 SIRIUS 是一台高分辨率极紫外（EUV）光谱仪，将对附近恒星和星际介质 （ISM）进行广泛的天体物理学研究。105-107 开尔文范围内的热气体与这些过程有关，可以在极紫外范围内进行有效的研究，而现有的或计划中的任何其他仪器都没有覆盖这一范围。

SIRIUS 将进行独特的超紫外光谱分析，以诊断我们附近恒星日冕活动中这些高温天体物理等离子体的密度、温度、组成、结构和动态。它还可以与其他系外行星搜寻任务结合使用，以更好地了解恒星与其行星际环境之间的相互作用，以及围绕恒星运行的行星的潜在宜居性。

带有硬管的 SIRIUS 摄谱仪的 CAD 图。它将被牛津空间系统公司的可展开结构所取代。资料来源：莱斯特大学

马丁-巴斯托教授说："SIRIUS在科学上是一项非常令人兴奋的任务，同时也显示了英国在降低空间科学成本方面的领先地位。SIRIUS 可能是自 1979 年阿里尔 6 号以来首个由英国领导的空间科学任务。这个项目的一个非常重要的部分是与我们的工业合作伙伴牛津空间系统公司和 In-Space Missions 公司密切合作。他们将提供新颖的系统，使我们能够提供具有成本效益的高质量科学服务。"

SIRIUS 是一项国际提案，由莱斯特大学作为牵头机构。光谱仪将由莱斯特大学牵头的一个联合体提供，包括德国（图宾根大学）、西班牙（马德里康普鲁坦斯大学）和比利时（列日大学）的贡献。与阿联酋（沙迦大学）的伙伴关系正在发展之中。剑桥大学和开放大学正在为科学计划的开发提供支持。航天器和操作将由 BAE 系统数字智能公司的全资子公司 In-Space Missions 提供。牛津空间系统公司将提供一个望远镜部署系统，以便发射一个小型望远镜包。

SIRIUS 的光学元件--反射光栅，可将光线聚焦并分散成光谱。资料来源：莱斯特大学

Elfen将通过探索地球的磁层（地球周围受磁场影响的空间区域），把重点放在更靠近地球的地方。Elfen 将测量上游太阳风重离子的成分，以及地球磁层夜间的离子成分。这些离子是类似氢或氦的碳、氧和氮等原子，它们几乎或完全脱离了电子，这些电子会导致在地球附近发射 X 射线，也会流入或流出地球上层大气。

Elfen 是一个立方体卫星任务概念，由英国航天局资助 20 万英镑，将携带一个由密歇根大学制造的光谱仪和一个由伦敦帝国学院与牛津空间系统公司联合制造的磁力计。它的任务为期一年，将在距离 12 个地球半径（约 76000 公里）的轨道上运行。

由于人们对空间天气的影响越来越感兴趣，对穿越近地空间前往月球的兴趣也越来越浓厚，预计埃尔芬可以探索的深空区域将越来越重要。

英国莱斯特大学物理与天文学学院皇家学会多萝西-霍奇金研究员詹妮弗-卡特博士说："Elfen 是一项新颖、经济而又高价值的科学任务，它加强了英美两国的关系，巩固了英国在深空探测、空间天气和立方体卫星平台方面的研究优势。"

"我们对太阳风重离子对日地耦合系统的影响知之甚少。我们也不了解重离子是如何进入地球磁层的夜侧或尾部区域的。Elfen将回答这两个问题。此外，它还支持未来的任务，如 SMILE，它利用太阳风重离子与地球周围的氢相互作用产生的 X 射线辐射，对磁层的大面积区域进行成像"。

参与科学建模和飞行任务产出的其他学术机构包括华威大学、LATMOS（法国）、卑尔根大学（挪威）、穆拉德空间科学系统和伦敦大学学院（英国）、IRAP（法国）和斯瓦尔巴大学中心（挪威）。

编译自/ScitechDaily