
SOHO:毅力與科學發現的勝利
「這是對我們工程師、操作人員和科學家智慧的證明……這項任務已經超出了所有人的預期。」—— Prof. Carole Mundell, ESA Director of Science
歐洲太空總署(ESA)和美國太空總署(NASA)的太陽和太陽風層探測器(SOHO)於1995年發射,它不畏艱難,克服了幾乎是災難性的故障,成為太陽科學的基石。它長達30年的旅程展示了國際合作、工程技術和突破性的發現,這些發現重塑了我們對太陽及其對地球影響的理解。
SOHO戰略性地部署在距離地球150萬公里的地方,這使得它能夠持續、不受阻礙地觀測太陽,從而使科學家們能夠觀測幾乎三個完整的11年太陽週期中的太陽活動。這種持續的觀測對於理解長期的太陽趨勢和預測太空天氣至關重要。
SOHO的獨特位置使其能夠提供關於太陽閃焰、日冕物質拋射(CME)以及其他影響地球磁層和大氣層現象的寶貴數據。想像一下,如果沒有SOHO,我們可能在毫無預警的情況下,遭受強烈的太陽風暴襲擊,導致衛星失靈、電網崩潰、通訊系統癱瘓。SOHO就像一位盡職的守護者,時刻監測太陽的活動,為我們提供寶貴的預警時間。它已經完成了長達30年的任務,並且運行時間遠遠超過了原本設定的2年任務期限。
在任務初期,SOHO面臨一次嚴重的故障,導致失控旋轉和失去通訊。感謝國際社會的共同努力,在三個月後,太空船才得以倖存。
這個事件突出了太空科學界的韌性和合作精神。在陀螺儀發生故障後,迅速開發新的軟體,展示了參與該任務的工程師的適應能力和才智。這次事件也提醒我們,太空探索充滿了挑戰和風險,但人類的智慧和毅力可以克服任何困難。當時,工程師們必須在極短的時間內,設計出新的控制方案,並遠端上傳到SOHO,這無疑是一項艱鉅的任務。最終,他們成功地恢復了SOHO的正常運作,讓它得以繼續為我們提供寶貴的太陽數據。
SOHO通過提供太陽的即時監測,徹底改變了太空天氣預報。它的數據使科學家們能夠預測可能對地球造成危害的太陽風暴,從而為保護衛星、電網和通訊系統提供重要的預警時間。
SOHO上的大角度分光日冕儀(LASCO)儀器對於觀測CME尤為重要,它可以提供長達三天的潛在破壞性太空天氣預警。
「SOHO在太陽科學領域開闢了新領域……提供太陽的即時監測,以預測潛在的危險太陽風暴。」——Daniel Müller, ESA Project Scientist for SOHO and Solar Orbiter。
這項功能對於現代社會至關重要,因為我們的生活越來越依賴於太空基礎設施。CME是太陽爆發的一種形式,它會向太空釋放大量的帶電粒子和磁場。當CME抵達地球時,它會干擾地球的磁場,導致地磁暴。地磁暴會損壞衛星、干擾無線電通訊、並可能導致電網崩潰。SOHO的預警系統使我們能夠採取措施來減輕這些風險,例如關閉敏感設備或調整衛星的軌道。
SOHO的日震學研究,分析穿過太陽的聲波,為我們提供了前所未有的太陽內部結構的見解。它揭示了電漿在每個半球內以單一環路循環,完成一個完整的週期大約需要22年。
這些觀測有助於解釋太陽的磁週期和太陽黑子在每個太陽週期中的運動。這項研究證實,電漿循環發生在每個太陽半球內的單一、大規模模式中。透過分析這些聲波,科學家可以推斷出太陽內部的溫度、密度和運動。SOHO的日震學研究幫助我們了解太陽的發電機效應,這是一種產生太陽磁場的過程。太陽磁場是太陽活動的驅動力,包括太陽黑子、太陽閃焰和CME。
量化太陽能量輸出
SOHO對太陽能量輸出的長期觀測,結合早期數據集,顯示太陽的總能量輸出在太陽週期中變化很小(約0.06%)。然而,極紫外線輻射在太陽最小值和最大值之間增加了一倍,顯著影響地球的高層大氣。
這突顯了太陽對地球氣候影響的複雜性。雖然總能量變化很小,但特定波長的輻射會對大氣化學和溫度產生重大影響。極紫外線輻射會被地球高層大氣吸收,導致大氣層膨脹。大氣層膨脹會增加衛星的阻力,並可能導致它們脫離軌道。了解太陽能量輸出的變化對於預測太空天氣和保護太空資產至關重要。
SOHO發現了超過5,000顆彗星,使其成為歷史上最多產的彗星發現者。這一意想不到的成功歸功於日冕儀能夠揭示非常靠近太陽的「掠日」彗星。
這些發現包括來自太陽系外圍的掠日彗星和非週期彗星,例如2024年的大彗星。公民科學家通過Sungrazer項目在這項成就中發揮了至關重要的作用。SOHO的日冕儀可以阻擋太陽的強光,使科學家能夠看到太陽附近的微弱物體,例如彗星。許多彗星在接近太陽時會被蒸發殆盡,因此它們很難被觀測到。SOHO的日冕儀使我們能夠研究這些彗星的成分和行為,從而了解更多關於太陽系早期歷史的信息。
SOHO的長壽和成就對新型太陽觀測站的設計、目標和協作方法產生了重大影響。它有助於為太陽研究中的開放數據和國際合作設定標準,為後續任務奠定了基礎。
像ESA領導的Solar Orbiter和NASA的Solar Dynamics Observatory等任務都以SOHO的遺產為基礎,改進了儀器並擴大了研究領域。SOHO還與Solar Orbiter和Parker Solar Probe等其他太空船一起為「多點」測量做出貢獻。SOHO的成功證明了國際合作在科學研究中的力量。通過分享數據和資源,來自世界各地的科學家可以共同努力,解決一些最複雜的科學問題。
SOHO是人類智慧、毅力和國際合作的證明。它30年來對太陽的持續觀測徹底改變了我們對太陽及其對地球影響的理解。它的發現、克服逆境的能力以及對未來任務的影響,確保了它的遺產將在未來幾十年繼續塑造太陽科學。想了解更多關於SOHO的資訊,可以在網路上搜尋 “ESA/NASA Solar and Heliospheric Observatory (SOHO)”。
European Space Agency. (2025, December 3). The solar mission that survived
disaster and found 5,000 comets. ScienceDaily. Retrieved December 3, 2025 from
www.sciencedaily.com/releases/2025/12/251203084928.htm\n—\n Story Source:
Materials provided by European Space Agency. Note: Content may be edited for style and length.