赫尔辛基——经过十年的筹备,欧洲空间局与中国科学院即将发射一艘航天器,去盯着地球的磁盾牌,搞清楚它是怎么工作的。毕竟,我们星球的无形力场似乎并不像我们想象的那么可靠。

太阳风磁层电离层链接探测器(SMILE)任务——没错,他们真用了这个缩写——定于美国东部时间5月18日晚上11点52分(协调世界时5月19日3点52分)在法属圭亚那库鲁用织女星C火箭发射升空。这艘重达2200公斤(包括1500公斤推进剂)的航天器将花大约一个月时间烧掉90%的燃料,进入一个远地点在北极上空12.1万公里的高椭圆轨道。从那里,它将用宽视场X射线和紫外相机观察太阳如何折腾我们星球的磁场。

该任务于2015年从13个提案中竞争胜出,堪称科学界的真人秀冠军。其目标是:了解磁层如何保护我们免受太阳风和日冕物质抛射的侵袭,以及它何时失效——因为它确实会失效,而且后果不堪设想。

“通过实际看到那个形状,看到整个区域,我们将更好地理解太阳与地球之间的相互作用,”SMILE欧洲联合首席研究员科林·福赛思在3月26日的发射前新闻发布会上说。他补充说,磁层“将这些带电粒子偏转开,捕获其中一些,保护我们免受这些带电粒子进入大气层并造成重大问题的危害。”

那些“重大问题”包括1989年导致魁北克电网瘫痪的地磁暴,以及1859年卡林顿事件——有记录以来最强烈的太阳风暴——它让电报系统起火,天空被极光照亮。类似事件今天会危及航天器和宇航员,并造成地面电子设备的经济破坏性中断。所以,是的,理解这玩意儿很重要。

SMILE将利用所谓的太阳风电荷交换发射,首次对磁层进行全局X射线成像——说白了,就是捕捉高电荷太阳风离子撞上中性原子时产生的X射线。由英国莱斯特大学开发的软X射线仪器采用龙虾眼光学系统和有史以来在太空中飞行的最大CCD之一,必须冷却到零下120摄氏度。毕竟,太空科学里没一件事是容易的。

这次任务是欧空局与中国首次联合设计、实施、发射和运行太空任务。欧空局提供发射和有效载荷模块(空客为主承包商),而中国科学院负责三台科学仪器和任务运行。数据将发送到德国航空航天中心运营的奥希金斯南极地面站和中国三亚地面站。欧空局科学主任卡罗尔·蒙德尔指出,这次合作表明科学如何能够跨越政治分歧团结团队——这很好,因为欧空局已搁置将宇航员送往中国天宫空间站的计划,而中国与俄罗斯的伙伴关系在很大程度上排除了月球探索方面的合作。

该任务原定于2021年发射,但由于出口管制评估、新冠疫情以及子系统部件生产线的一个技术问题,推迟了4月9日的目标。这些延误意味着SMILE将错过每11年一次的太阳活动极大期,不过它仍然足够接近以实现科学目标。织女星C火箭将是第七次发射,也是意大利公司Avio首次担任发射运营商。

SMILE将在每两天一圈的轨道中花费约40小时观测太阳风和日冕物质抛射对地球磁层和电离层的影响,外加45小时的连续极光观测。