生命都需要太陽，太陽也無時無刻不在影響著人類

太陽軌道探測器

數十億年來，太陽一直溫暖著我們的星球，加熱了地表，海洋和大氣層。釋放到大氣中的能量和熱量是地球天氣的主要驅動因素之一 ，換句話說地球收到的太陽輻射量極大地影響了地球的氣候。

太陽發出的輻射量會隨著太陽活動（太陽耀斑或太陽黑子）而變化，不過太陽活動不是琢磨不定的，已知的一些太陽活動會有周期變化，例如太陽黑子的高發週期是11年。太陽活動與地球息息相關，我們需要實時監測太陽的一些變化。有句話說的很有趣：太陽吼三吼，地球也要抖三抖。這句話其實就說明了太陽對於地球的影響。

瑞典太陽望遠鏡觀測到的黑子群，由於美學原因，影象已被染成黃色，原來的顏色會更深

地球上的所有生命都需要太陽的光，沒有太陽的熱和光，地球將是一個無生命的，被幾百千米厚的冰覆蓋的星球。太陽加熱著我們的海洋，影響著我們的大氣層，產生了地球的天氣模式，併為生長中的綠色植物提供了能量，而這些綠色植物則為地球上的生命提供了食物和氧氣。

太陽無時無刻不在影響地球氣候

感恩與擔憂，我們需要探測器觀測太陽活動

生命很需要太陽，但是一些太陽活動也會給我們帶來困擾。太陽耀斑產生的高能原子粒子和X射線以及太陽上的其他活動干擾通常會影響地球電離層的無線電波，這些高能粒子甚至會干擾長距離無線電通訊。

其實從很久以前，我們就已經認識到了太陽的重要性。比如原始人崇拜太陽，並擔心日食現象何時會消失，古人還有各種太陽文化，所有古文化不約而同的對太陽產生了敬意，擁有了自己文化所理解的太陽。進入十七世紀初，科學家們開始使用望遠鏡對其進行研究，分析無時無刻穿過我們身體的粒子和看不到的光譜。而現在，我們發射了太陽觀測儀器，在世界各地建立了地面太陽觀測站。現在的我們正在從各個方面觀察太陽及其令人敬畏的活動。

位於墨西哥的太陽神殿

在今年2月10日，美國宇航局和歐洲宇航局合作的太陽軌道探測器就要發射了，太陽軌道探測器將在金星軌道之內探測太陽活動，作為2020年開年的太陽探測器，太陽軌道探測器的各項效能和科學載荷受到矚目，觀察太陽可不是一件容易的事情。

太陽軌道探測器（軌道探測）

首先，太陽很活躍，一方面它的高能粒子和X射線會摧毀衛星，但是另一方面太陽的高能粒子也正是探尋太陽活動起源和太陽磁場的重要突破點，可以說是機遇與挑戰並存。太陽軌道探測器上搭載的EPD高能粒子探測器可以以高品質高解析度的形式記錄來自太陽的高能粒子。這些資料將使科學家們能夠對太陽軌道附近的主要問題提出新的見解，比如太陽耀斑噴發是如何產生高能粒子輻射的，這些會影響宇航員和太空技術的應用。

在無塵室之內的太陽軌道探測器

太陽磁場對於地球來說也是至關重要的，為了更好的研究太陽磁場，太陽軌道探測器還攜帶了MAG太陽磁場通場測試儀，這個儀器可以探測太陽磁場的延伸方向，也可以探尋太陽磁場對人類的影響，磁場通場測試儀資料的主要目標是幫助科學家解釋太陽磁場和太陽風等離子體起源的主要科學問題。

太陽軌道探測器影象，這張照片為我們展示了該探測器從Astrotech太空運營設施內的集裝箱中取出時的照片

除了MAG和EPD兩個科學載荷之外，太陽軌道探測器還攜帶了SWA太陽風活動分析儀套件，它將測量太陽釋放的帶電粒子。刨根問底尋找起源一直是科學家們研究太陽的信念，太陽軌道探測器還攜帶了RPW無線電波和等離子波探測儀，太陽EUI極紫外成像儀，Metis日冕成像儀，STIXX射線光譜儀/望遠鏡等15個儀器，全面研究太陽及其活動。

太陽軌道探測器將從日冕活動，日冕成像，太陽南北極成像，太陽風活動，太陽內部震動核反應動態趨勢等全方面了解太陽。確實，只有全面了解太陽才能為未來可能由太陽引起的災害做準備，這其中一定有什麼規律可循。

太陽軌道探測器結構與科學載荷

科學不斷進步，我們的夢想逐漸成真，那麼我們能不能進入太陽結構內部進行更近距離的探測活動呢？除了地面站觀測和太陽軌道觀測之外，我們其實還可以進入太陽內部進行觀測。說到這裡不得不說的就是帕克太陽探測器，它是目前唯一一個可以進入太陽日冕結構中進行觀測的探測器。

帕克太陽探測器（軌道探測，內部探測）

太陽或者說恆星是一種不停核聚變的天體，它的表面溫度可達近6000攝氏度，中心溫度有2000萬攝氏度左右。太陽結構由最外層的日冕層，色球層，光球層到最內部的太陽核心組成。帕克太陽探測器擁有其獨特的保護系統和水晶冷卻系統，可以讓帕克免受高溫影響，保護罩背後的科學載荷主體只有近30攝氏度的適宜溫度。

太陽日冕活動與地球大小的對比

只有冷卻系統當然不足以觀察太陽，帕克太陽探測器相比於太陽軌道探測器傾向於微觀粒子的探測，首先我們要說的就是SWEAP太陽風電子阿爾法探測套件，該套件內還有SPC太陽法拉第杯和SPAN 太陽能探頭分析儀。這兩個裝置不受保護，直接暴露在外面，SPC和SPAN可以快速實時測量太陽風的整體性質。

人類正處於太空探索的時代，航天任務也越來越頻繁，在此大背景下也有越來越多的科學家注意到太陽高能粒子對宇航員身體的影響。我們在地球上有大氣層保護，但是在太空，宇航員雖然有宇航服保護，但是還是不能在太空長時間工作，了解太陽風的高能粒子成為了一個關鍵。

該合成影象為我們展示了影響地球的不同太陽活動

帕克太陽探測器ISIS-EPI太陽高能粒子套件可以為我們提供太陽風粒子對人體影響的資料。ISIS-EPI的目標是尋找對宇航員有害或者說對地球生命產生不利影響的太陽高能粒子的來源和加速機制。

和太陽軌道探測器一樣，帕克太陽探測器也擁有太陽活動對應的探測套件，而每個套件又包含不同的科學載荷，它們可以協同工作，也可以獨立工作提供資料。比如FIELDS儀器套件，這是一種線圈形式的磁力計感測器，就好像太陽軌道探測器的MAG。

太陽赤道周圍有很多日冕孔結構，這裡是太陽風逸出的地方

直面太陽，地面站觀察太陽表面細節

相信大家小時候都用眼睛看過太陽和家裡的燈泡，同樣都是發光的，好傢伙，天上的這是什麼？晃了一下眼睛就很疼了，我們沒辦法用肉眼觀察太陽，就連日食的時候都需要帶上合適的太陽濾波鏡觀察。其實說到這裡有些空洞，無論是研究太陽的各種活動還是太陽的結構，都不如直接看看太陽比較直觀，直接觀察太陽也很重要，所以地面站太陽望遠鏡來了。

NSF（國家科學基金會）有一個名為Inouye的太陽望遠鏡，它位於夏威夷。最近Inouye太陽望遠鏡為我們拍攝了太陽表面的特寫檢視，其中就包括覆蓋整個太陽的“沸騰”的等離子體。這些影象還顯示了類似德克薩斯州般大小（一個畫素就有得克薩斯州的大小）的細胞狀結構，這些結構是太陽劇烈運動的標誌，這些運動會把熱量和輻射粒子從太陽內部傳遞到其表面並噴射出來。

Inouye太陽望遠鏡拍攝到的太陽表面

加州大學洛杉磯分校太空科學實驗室的薩拉·馬修斯教授說：“太陽的高解析度新影象將幫助我們研究太陽的大氣層。我們希望探測器們能早日提供太陽更內部的影象，而現在這些直觀的照片將開闢太陽物理學的新紀元。”

直接觀察太陽除了可以研究太陽表面結構之外，還有更重要的作用，Inouye太陽望遠鏡的負責人Thomas Rimmele解釋說：“這些小的細胞一樣的結構還與太陽磁場有關。要揭開太陽的奧祕，我們不僅要能夠清楚地看到近1.5億千米之外的這些微小的結構，而且還必須非常精確地測量它們附近的磁場強度和方向，並追蹤其磁場強度，所以探索還未停止。”

Inouye太陽望遠鏡與simulated dunn太陽望遠鏡的表面成像對比

未來的太陽物理學

現代太陽物理學觀測才剛剛開始，無論是直觀影象還是軌道探測器，內部探測器。在未來科學家們將繼續測試和除錯全世界的望遠鏡，以使其可供國際太陽科學界使用。自伽利略號於1612年首次將望遠鏡對準太陽以來，新的太陽觀測時代就已經開始了。

Inouye太陽望遠鏡拍攝到的太陽表面細節

現在的科學家們利用超級計算機設定一系列初始條件，之後觀察當施加各種太陽活動因素時這些條件的變化，來模擬地球歷史氣候和未來氣候。例如，如果地球受到或多或少來自太陽的熱量，地表溫度將如何變化？構成太陽風的電離粒子流如何影響地球上的某些天氣模式？

從模擬記錄中收集的資料集為模型提供了必要的資訊，因此確保這些資料集的準確性對於模擬現實氣候情景至關重要。最近，一系列舉措使致力於這一學科的科學家們聚集在一起，因為世界的太陽科學家都有一個共同的目標。

科學家們研究的不只是太陽，更是人類的未來。