首颗探日卫星羲和号发射！可为何它围着地球转？探测太阳有何用？

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神话故事中：东南海之外，甘水之间，有羲和神女，诞下十日。这是人类第一次试图理解太阳。而在其他史前和古代文化中，太阳也都被认为是太阳神或其他超自然实体。

回顾人类对太阳的观测历史，可以追溯到公元前2000年，在中国古代的典籍《尚书》中记载了发生在夏代的一次日食。《汉书·五行志》中记载了人类最早的黑子记录：“日出黄，有黑气大如钱，居日中央。”但在公元前400年，希腊人就曾看到过太阳黑子，但被欧洲遗忘，直到1605年伽利略通过望远镜再次发现了它。1239年，俄罗斯的编年史中还曾提到过日珥，称其为“火舌”。而1851年的一次日食中，人类也拍到了第一张日冕的照片。

现在，有了科学技术的辅助，太阳不再像从前那么神秘。为了研究太阳黑子、耀斑和日冕物质抛射等太阳活动，全世界已发射了70多颗太阳观测卫星。与此同时，“羲和”也不再只是神话传说，而是披上了科技的外衣。随着我国首颗太阳探测科学技术试验卫星——“羲和”号升空，并运行于高度为517公里的太阳同步轨道，标志着我国正式进入“探日时代”。成为美国、俄罗斯、日本及欧洲等国家和地区之后，又一个发射太阳观测卫星的国家。

第一批设计用于从行星际空间长期观测太阳的卫星是美国宇航局的先驱者6、7、8 和 9，它们于 1959 年至 1968 年间发射。这些探测器以与地球相似的距离绕太阳运行，并第一次详细测量了太阳风和太阳磁场。之后人类又陆续发射了多个太阳观测卫星，但几乎都处于环太阳轨道运行，而且所有这些卫星几乎都只是从黄道平面观测太阳。所谓黄道面就是指地球绕太阳公转的轨道平面，这使得卫星很难获取太阳两极的信息。

因此为了拍摄太阳的两极，欧洲航天局（ESA）于2020 年 2 月 10 日，发射了太阳轨道器（SOLO）。太阳轨道器距离太阳最近处约为 4200 万公里，这比炙热的水星更近，仅为地球与太阳平均距离的四分之一，而且比历史上任何一艘欧洲航天器都要近。为了让太阳轨道器进入这个位于太阳系中心的独特轨道，它将围绕金星进行两次重力辅助动作，并围绕地球进行一次，以改变航天器的轨迹，最终走出“黄道面”。

而“羲和号”：全称太阳Hα光谱探测与双超平台科学技术试验卫星，则运行在轨道高度为517km的晨昏太阳同步轨道。而太阳同步轨道是绕着地球的轨道，不是绕着太阳的轨道，这该怎么观测太阳呢？

其实在观测太阳上，太阳同步轨道有自己独特的优点。在这条轨道上运行的卫星的轨道平面，和太阳始终保持相对固定的取向，轨道的倾角（轨道平面与赤道平面的夹角）接近90度，卫星要在两极附近通过，所以又称之为近极地太阳同步卫星轨道。

因此，虽然太阳同步轨道上的“羲和”号绕着地球转，但它的轨道面与太阳的去向一致，也就是始终和太阳保持固定的朝向，进而其受到光照始终恒定，所以又被叫作太阳同步卫星。为使轨道平面始终与太阳保持固定的取向，轨道平面每天平均向地球公转方向（自西向东）移动0.9856度（即360度/年）。

除此之外，根据目前我国已经制定的两个太阳探测计划，“夸父”将紧随“羲和”之后，计划于明年发射的天基太阳天文台卫星。而“夸父”同样运行于太阳同步轨道，但轨道高度略有不同，约为700公里。

延伸阅读

太阳是宇宙中唯一可以进行高空间分辨观测的恒星，通过对太阳的探测，人们可以深入了解天体磁场的起源和演化、高能粒子的加速和传播等重要物理过程。

重要的是，太阳的变化深刻地影响着地球上生命的生存。太阳耀斑，黑子和太阳风等太阳活动事件，更是时刻影响着地球表面以及空间环境。太阳爆发产生的高能辐射在 8 分钟左右就会到达地球，它会增加地球高层大气的电离，严重时可导致依靠电离层进行传播的无线电信号中断，无线电通讯、无线广播、GPS系统等都会受到影响。例如，2015年太平洋无线电中断，1989年3月的太阳风暴导致加拿大魁北克全省停电，都是受到太阳活动的影响。

除此之外，太阳爆发还会威胁航天员的健康，甚至毁坏航天器。如 1997 年的太阳爆发事件，使美国AT&T公司的一颗价值 2 亿美元，设计使用寿命为 12 年的同步轨道通讯卫星失效，而它仅服务了 3 年，致使AT&T公司的业务损失高达 7.12 亿美元。因此，对太阳活动的观测和研究不仅具有重要的科学意义，更具有巨大的应用价值。
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