NASA发射火箭实施“磁层多尺度”太空计划

太阳耀斑和日冕物质抛射的原因一直困扰着科学家。研究表明，问题的关键在于磁力线的突然重新排列，这被称为“磁重联”。这些猛烈的喷发将危及地球轨道上的宇航员，也影响地面的电网，并干扰人们日常通信、天气预报和导航所需的卫星。然而，人们对磁重联本身知之甚少。

美国国家航空航天局(美国航天局)特别想知道更多关于加速粒子到危险水平的磁重联的细节。3月13日，美国航天局实施了一项名为“磁层多尺度”任务的计划，并成功发射了一枚“宇宙之神”运载火箭，将四颗卫星送入地球轨道，并对空间磁场爆炸进行了前所未有的详细研究。

神秘的磁场重联

所谓的磁场重联是一个过程，例如地球磁场与太阳磁场的连接、断开和重联，通常伴随着巨大的能量释放，这可以将粒子加速到接近光速。磁场重联在宇宙中非常普遍。

美国国家航空航天局表示，磁重联是太阳活动(如太阳耀斑、日冕物质抛射和空间天气事件)的主要驱动力，也是释放能量和加速等离子体中粒子的基本方式。

在最近的美国太空探索计划中，美国宇航局的“磁层多尺度”任务是第一个在小尺度上理解重联扩散区的任务。根据物理学家组织网络3月14日(北京时间)的一份报告，继美国航天局从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地成功发射四颗卫星之后，“磁层多尺度”任务现在随着“宇宙之神”运载火箭的顺利发射而步入正轨。

目前，科学家们对地球和太阳之间磁场边界的特征仍然知之甚少，但美国宇航局希望改变这一点，因为太阳表面的“火山爆发”将对轨道和地面上的电子设备构成巨大威胁。这些卫星进入轨道是为了研究神秘的磁场重联现象，这被认为是太阳系中一些强大爆炸的催化剂。

当磁场被接通、断开并重新配置为爆炸时，释放的能量可以达到数十亿吨高爆炸药(通常称为梯恩梯)的效果，将会发生磁重联。这些爆炸可以让粒子以接近光速的速度在太空中翱翔。磁层多尺度飞行任务将提供地球磁保护空间环境和磁层中发生的第一个磁场重联的三维视图。

四颗卫星组成了一个“空间网络”

“磁层多尺度”任务是一个探测系统，由四颗相同的卫星组成，将携带相同的等离子体分析仪、高能粒子探测器、磁力计、电场仪和抗干扰设备。

直径3米、高1米的四颗八角形小卫星像金字塔一样串连在一起，搭载在“宇宙之神”火箭上。它们是从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地发射的。大约1.5小时后，最顶端的卫星首先进入预定轨道，其他三颗卫星以5分钟的间隔依次释放。上周五当地时间下午12点16分开始，最后的分离发生在下午12点31分。美国宇航局的科学家和工程师证实，所有卫星在下午12点40分状态良好

美国宇航局戈达德太空飞行中心绿色空间项目经理克雷格·塔利(Craig Tully)说:“我很高兴看到所有四颗卫星都已部署，数据显示我们有一支状态良好的“舰队”

发射计划耗资11亿美元。由四颗相同卫星组成的“空间网络”将在太空中以“四面体”形状飞行。每颗卫星将相隔6英里或250英里，该编队将环绕地球拍摄“磁场重联”或磁场爆炸的三维图像。

这四颗卫星将分析和研究磁重联现象，并在最佳实验室地球磁层中对磁层边界区域进行三维测量。磁气圈不断将太阳风的能量传递到地球的磁气圈，导致空间天气混乱。研究人员将通过测量来验证当前的主流理论:磁场是如何重新连接的，连接过程是如何进行的。磁重联是整个宇宙的基本物理过程。磁层多尺度任务将使人们能够了解近地空间环境中的这一动态过程。

促进磁重联的科学研究

据专家称，这四颗卫星将在重连区域密集飞行，使用速度更快的传感器，测量空间环境的速度比以往任何任务都快100倍。

在接下来的几周里，美国宇航局的科学家和工程师将在卫星上部署吊杆和天线，并测试所有仪器。该观测站预计将于9月初建成金字塔结构，用于科学观测。

经过半年的测试期，磁重联的科学探索将于今年9月正式启动，为期两年，预计将帮助科学家研究太空气候和宇宙磁场效应。

圣安东尼奥西南研究所首席研究员吉姆·伯奇(Jim Burch)表示:“经过10年的规划和工程设计，研究团队打算开展研究工作。我们以前从未有机会如此详细地研究这一基本过程。”

科学家们希望这次任务不仅能帮助他们更好地理解磁重联，还能让他们深入了解可能摧毁现代技术系统(如通信网络、全球定位系统导航和电网)的强大事件的根本原因。

通过在本地和自然实验室研究重联，科学家也可以了解其他地方的类似过程，例如在太阳和其他恒星的大气中，在黑洞和中子星附近，以及在我们太阳系的日光层和星际空间之间的边界空间。

总部位于华盛顿的美国宇航局太阳物理研究所的临时主任杰夫·纽马克说:“该小组的下一个重点是推进磁重联科学研究，以前的任务从未如此详细地观察过这一基本过程。我们知识体系的深度和我们所知道的细节将会突飞猛进。”