太阳轨道器将返回地球进行一次飞越，然后开始其主要科学任务，探索太阳及其与“太空天气”的联系。在飞越过程中，太阳轨道飞行器必须穿过环绕我们星球的太空碎片云，这使得这次飞行成为迄今为止科学任务中风险最高的飞越。

驾驭风险

太阳轨道飞行器的地球飞越将于 11 月 27 日进行。当天格林威治标准时间04:30 （欧洲中部时间05:30），航天器将最接近，距离北非和加那利群岛仅 460 公里。这几乎和国际空间站的轨道一样接近。

这种机动对于减少航天器的能量并使其在下一次近距离掠过太阳时排队是必不可少的，但它带来了风险。航天器必须穿过两个轨道区域，每个轨道区域都布满了空间碎片。

太阳轨道飞行器将于 11 月 27 日对地球进行至关重要的飞越，将使航天器进入正确的轨道，以开始其科学阶段。但这种操作并非没有风险。在最近的情况下，航天器将在我们星球上空约 460 公里处。这是在低地球轨道区域，在那里可以找到国际空间站和许多其他航天器。它也是大量太空碎片的所在地，这意味着太阳轨道器与一些太空垃圾之间发生碰撞的风险很小。为了到达这个区域，太阳轨道飞行器还必须飞过另一个被广泛使用的轨道区域，称为地球静止轨道，该轨道再次充满了空间碎片和其他卫星。欧空局将仔细监测情况，并在需要时改变航天器的轨迹。然而，飞越确实为科学提供了一个独特的机会。太阳轨道飞行器可以收集地球磁场的数据，这些数据可以与欧空局的星团和群任务中的数据进行比较，从而对地球周围这个高度多变的区域进行更详细的三维描述。飞越后，常规的金星重力辅助将使航天器飞越太阳前所未见的两极，提供有关太阳活动如何产生太空天气的新细节。信用：欧空局 提供有关太阳活动如何产生太空天气的新细节。信用：欧空局 提供有关太阳活动如何产生太空天气的新细节。信用：欧空局

第一个是 36,000 公里处的地球静止卫星环，第二个是大约 400 公里处的低地球轨道集合。因此，发生碰撞的风险很小。太阳轨道飞行器的运营团队正在密切监视情况，如果航天器出现任何危险，它将改变航天器的轨迹。

地球科学机会

从好的方面来说，飞越提供了一个研究地球磁场的独特机会。这是一个非常有趣的主题，因为磁场是我们大气层与太阳风的界面，太阳风是太阳发出的粒子的持续“风”。来自太阳风的粒子不仅可以穿透磁场并在我们的天空中引发极光，而且来自我们大气层的原子也可以消失在太空中。

欧洲航天局的两项任务正在研究这些相互作用的细节：Cluster的四颗卫星在 60,000 公里的高度，Swarm的三颗航天器在 400 公里处。打破所谓的时空模糊，需要多艘飞船。这是由于航天器飞入具有不同条件的不同区域（空间变化）或正在飞行通过改变其条件的区域（时间变化）而发生变化的不确定性的名称。

太阳轨道飞行器的飞越提供了一个独特的机会来获取更多数据。它将从星团轨道之外扫入地球磁场，以最接近的方式接近星群的轨道，然后再次飞回。这将提供更多的数据点，从中可以重建飞越期间地球磁场的状况和行为。

“这次飞越令人兴奋：看到太阳轨道飞行器在我们的太空部分看到了什么，以及与我们所看到的相比如何，如果有惊喜，它们是什么？” Swarm 任务经理 Anja Strømme 说。

巡航阶段完成

这次飞越标志着太阳轨道飞行器的一个重要里程碑。从2020年2月发射到当年7月，航天器处于调试阶段，在此期间科学家和工程师对航天器及其仪器进行了测试。从2020年7月到现在，太阳轨道器一直处于巡航阶段。在此期间，原位仪器一直在测量航天器周围的太阳风和其他条件，而设计用于观测太阳的遥感仪器则处于扩展校准和表征模式。

尽管太阳轨道飞行器尚未处于完全科学模式，但已经产生了大量科学。

太阳轨道飞行器将解决空间科学中的重大问题，以帮助我们了解我们的恒星如何产生和控制巨大的等离子体气泡——日光层——环绕整个太阳系并影响其中的行星。图片来源：ESA–S.Poletti

“从科学上讲，这大大超出了我们的预期，”太阳轨道器项目的科学家 Daniel Müller 说。他解释说，欧空局地面站网络的升级使太阳轨道飞行器能够将比预期更多的数据发送回地球，并且该任务的科学家们很快就利用了这一优势。12 月，《天文学与天体物理学》杂志将发表 50 多篇详细介绍太阳轨道飞行器巡航阶段科学结果的论文。

靠近太阳

然而，随着任务进入主要科学阶段，现在是时候开始一起操作这两套仪器了，而且预期是显而易见的。3 月亮，太阳轨道飞行器将近距离接近太阳，称为近日点。它的第一次近日点发生在 2020 年 6 月，航天器接近 7700 万公里。这一次，太阳轨道飞行器将被吸引到 5000 万公里以内——为可以完成的科学提供显著的推动。

“这将是太阳和地球之间距离的三分之一。因此，与我们已经获得的所有有趣的高分辨率图像相比，现在一切都将放大大约两倍，”丹尼尔说。

这包括太阳轨道飞行器在第一个近日点看到的神秘“营火”的新视图。篝火可以提供有关太阳外层大气温度如何达到数百万度而表面温度为数千度的线索——这似乎违反了物理学，因为热量不应该从较冷的物体流向较热的物体。

虽然太阳轨道飞行器不像美国宇航局的帕克太阳探测器那样接近太阳，但这是设计使然，因为它允许太阳轨道飞行器不仅测量太阳风中发生的事情，而且还携带可以观察太阳的望远镜不被高温破坏。然后可以比较这两个数据集，将太阳表面的活动与航天器周围的空间天气联系起来。

“这种联系科学是我觉得最令人兴奋的地方，”太阳轨道器副项目科学家 Yannis Zouganelis 说。

观察挑战

但在这一切发生之前，太阳轨道飞行器必须完成对地球的飞越。这为眼尖的天空观察者提供了一个机会，可以在航天器永远进入深空之前向它做最后的告别。

在距离最近的时刻，加那利群岛和北非的天文观察者可以瞥见航天器在天空中飞驰。它将以每秒约 0.3 度的速度行进，这恰好是月球每秒时直径的一半多一点。对于大多数观察者来说，用肉眼无法看到它太微弱了，而且望远镜也太快无法追踪，所以双筒望远镜应该提供最好的瞥见机会。

当太阳轨道器从地球的阴影中重新出现时，它将与太阳和前所未见的太阳极地会合。这个雄心勃勃的任务的科学阶段将开始。