在今年1月31日的“羲和二号”项目启动会暨科学研讨会上,我国计划在2028-2029年间择机发射“羲和二号”探测器,目标直指日地引力平衡点L5点。
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这虽然不是我国第一次探日——2021年发射的“羲和号”已超期服役且状态良好,但“羲和二号”与之不同,后者将实现重大突破:它是全球首个计划在日地L5点驻留的太阳探测器,能从1.5亿公里外提前4-5天预警太阳风暴,可为地球撑起“太空预警伞”。
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L5点到底是个啥“神仙位置”?
不少人看到羲和二号要到达的“日地拉格朗日L5点”就有点懵,其实用“太空停车位”打比方就好懂了。太阳和地球之间存在5个引力平衡点,就像5个“天然停车场”,航天器停在这里不用费太多燃料就能保持稳定。这5个点里,L1、L2、L3都在日地连线上,L1在日地中间,常用于监测太阳;L2在地球背阳面,L3在太阳的另一端与地球正对的位置。
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而L5点和它的“双胞胎”L4点,是仅有的两个“永久车位”。如果把地球绕太阳的轨道看成一圈跑道,地球往前跑,L5点就在它“身后”60度的位置,和太阳、地球构成一个边长约1.5亿公里的等边三角形。打个更形象的比方:就像你开车绕圈,L5点始终在你后方固定距离,既能看清前方的“路况”(太阳),又不会被你“挡住视线”。
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更关键的是,人类过去发射的70多颗太阳探测器,不是挤在日地连线上,就是绕着太阳转,从没在L5点“安过家”。这就像大家都挤在舞台正面看表演,“羲和二号”偏要去侧面看台——能看到别人看不到的角度,这也是它被称作“全新旁观者视角”的原因。
为什么非要去L5点?这3个优势太关键
“羲和二号”放着现成的轨道不去,偏要奔L5点,可不是为了“标新立异”,而是这个位置的“探测天赋”实在太突出。
一,预警时间:比地球视角多赚4-5天“准备期”
太阳爆发就像“太空台风”,一旦发生太阳耀斑、日冕物质抛射(CME)等灾害性活动,高速带电粒子会以每秒数百公里的速度冲向地球,可能干扰卫星信号、瘫痪电网,甚至威胁航天员安全。过去从地球或L1点观测,只能在太阳活动“面向地球”后才能发现,留给人类的准备时间很短。
而L5点的“超前视角”能解决这个问题。中国科学院国家天文台汪景琇院士解释:太阳赤道区域25天左右转一圈,L5点能提前“撞见”即将转到地球正面的太阳活动区——就像你在高速上开车,前方车辆的故障得等你靠近才看见,而你身后的观察点早就发现并通知你了。这4-5天的提前预警,足够电力部门调整电网、卫星团队切换模式,把损失降到最低。
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二,观测能力:给太阳做“3D CT”
2021年的“羲和号”是绕地球转的,相当于从“地面”看太阳;而“羲和二号”在L5点,加上我国已有的“夸父一号”太阳探测器,三者能形成“天地立体观测网”。打个比方:过去看太阳像看一张平面照片,现在有了三个不同角度的相机,能拍出太阳的“3D影像”,甚至能看清太阳爆发时的“内部结构”。
南京大学李川教授介绍,“羲和二号”会携带高精度设备,精细测量太阳磁场和太阳活动,建立完整的“太阳爆发三维物理模型”。这就像医生通过CT扫描看清人体内部病变,科学家也能通过它搞懂“太阳为什么会爆发”“带电粒子怎么传播”——从“知其然”到“知其所以然”,这对人类理解恒星活动有重大意义。
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三,运行成本:“省油”还能“超长待机”
航天器在太空“过日子”,燃料就是“生命线”。L5点的引力平衡特性,让“羲和二号”不用频繁启动发动机调整轨道,大大节省燃料消耗。按照设计,它的寿命长达7年,比“羲和号”的3年设计寿命翻了一倍多。
这意味着它能完整覆盖太阳活动的“关键阶段”——太阳有11年一个的活动周期,2028-2029年发射后,它能刚好赶上下一个太阳活动高峰期,持续捕捉太阳“脾气最暴躁”时的状态,获取的科学数据会更全面。
为什么要花大力气探日?关系到每个人的生活
可能有人会问:花这么多钱去看太阳,和我们普通人有啥关系?其实太阳活动影响着我们的日常,甚至关乎“太空时代”的安全。
比如2003年,一次超强太阳风暴击中地球,导致全球短波通信中断,北极光甚至出现在美国佛罗里达州;2012年,又一次强太阳风暴擦肩而过,有科学家估算,要是击中地球,仅美国电网修复就得花数十亿美元,停电可能持续数月。
随着人类越来越依赖卫星(导航、通信、气象都靠它),甚至未来要搞载人登月、太空旅游,太阳风暴的威胁只会更大。
“羲和二号”的预警能力,相当于给地球装了“太空天气预报雷达”。以后再遇到太阳风暴,我们能提前几天知道“风暴强度”“什么时候到”,电力公司可以提前降低电网负荷,卫星运营商能调整卫星姿态,甚至航天员能提前躲进防护舱——这些看似遥远的航天任务,最终守护的是我们的日常生活。
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更长远看,研究太阳也是人类探索宇宙的“第一步”。太阳是离地球最近的恒星,搞懂它的活动规律,能帮我们理解其他恒星的演化,甚至为未来“星际旅行”积累经验。从这个角度说,“羲和二号”去L5点,不只是一次探日任务,更是中国为人类探索宇宙贡献的“东方视角”。
从“跟跑”到“领跑”,中国探日的下一步
从2021年“羲和号”实现国际首次太阳Hα波段光谱成像,到如今“羲和二号”瞄准全球首个L5点探日任务,中国探日只用了5年就实现了从“跟跑”到“领跑”的跨越。这背后,是南京大学、航天科技集团等单位的技术积累,也是中国航天“一步一个脚印”的踏实——不追求“噱头”,只做真正有科学价值的突破。
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按照计划,“羲和二号”将在2028-2029年出发,7年后我们会收获一大批关于太阳的全新数据。那时再回头看,或许会发现:正是这个停在日地L5点的“中国探测器”,让人类对太阳的认知迈出了关键一步,也让地球的“太空安全网”变得更牢固。
消息来源:财联社1月31日报道《我国计划向日地引力平衡L5点发射“羲和二号”》网址
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