近年来,随着太空技术的迅猛发展与科学需求的不断增长,国际空间探索进入了一个崭新的阶段。2025年9月中旬,美国国家航空航天局(NASA)与国家海洋和大气管理局(NOAA)携手,将三颗价值近16亿美元的科学卫星统一搭载于SpaceX的猎鹰九号(Falcon 9)火箭,向距离地球约90万英里(约150万公里)的太阳-地球L1拉格朗日点发射,展开一场意义非凡的"宇宙共乘"之旅。这不仅是航天发射技术的创新,更是科学观测与研究领域的重大飞跃。太阳-地球L1点是地球和太阳引力达到平衡的特殊天体力学位置,这里为科学仪器提供了一个稳定的观测平台,使其能实时捕捉太阳风等空间天气信息,守护我们的现代基础设施安全。三大任务联合发射,为我们揭示了太阳系边际环境、地球大气外层以及太空天气预警等多重科学奥秘。主持此次"宇宙共乘"的核心任务是NASA的星际测绘与加速探针(IMAP),这是一项开创性使命,旨在深入绘制太阳系外围的磁泡形态及其与银河系间星际介质的互动边界。
IMAP采用自旋稳定的设计,直径约2.4米,装配了10台先进科学仪器,能够在每15秒旋转一圈的过程中,高精度收集太阳风中离子、星际尘埃及能量中性原子等数据。能量中性原子因其不受磁场影响,被称作"宇宙信使",通过IMAP的观测,科学家能够首次详尽地图示这片保护整个太阳系免受银河宇宙射线侵害的神秘边界。在IMAP之前,2008年发射的地球际边界探测器(IBEX)首次发现了这个边界上的特殊"缎带"结构,激发了科学界对太阳系边缘物理过程的极大兴趣。IMAP则将在该基础上实现全方位、多角度的三维描绘,揭开太阳磁场与星际物质交锋的复杂动态。与此同时,NASA的另一微型任务 - - 卡鲁瑟斯地球辉光天文台(Carruthers Geocorona Observatory)也登上了此次火箭。它由BAE系统公司制造,搭载加州大学伯克利分校空间科学实验室提供的两台紫外成像仪,致力于观测地球稀薄氢气外层 - 地球辉光的全貌。
地球辉光是地球外层大气稀薄的氢气云,在紫外线波段发出幽幽光芒,科学家迄今仍对其形态、大小、结构及时间动态知之甚少。通过从L1点远距离观察,卡鲁瑟斯任务将补齐这部分空白,协助理解地球大气的变化过程,尤其是在太阳风与空间天气作用下外层大气的响应。此外,卡鲁瑟斯天文台的成果还将对研究地球大气氢气长时间缓慢流失的过程提供新见解。承担"宇宙共乘"最后一职的,是NOAA首个专门针对空间天气运行的任务 - 空间天气后续观测卫星L1(SWFO-L1)。这颗卫星价值高达6.92亿美元,作为全天候、实时太阳风监测平台,SWFO-L1将为电网运营、航空导航、卫星通讯等极易受空间天气影响的关键行业提前预警,防范太阳风暴可能带来的灾难性破坏。其配备的四台仪器中包括一个日冕仪,具备监测太阳爆发及日冕物质抛射的能力,能够察觉大规模太阳风事件及可能诱发的地磁风暴。
SWFO-L1预计在任务初期更名为SOLAR-1,为全球空间天气监测网络奠定坚实基础。传统上,三个独立的空间任务分别需要单独发射,耗费巨大,而这次的共乘发射整合有效降低了数千万美元的成本,并显著提升了发射效率。除了经济效益外,这种创新协同发射模式也对未来的深空探测任务具有示范意义,展示了资源共享与科学合作的巨大潜力。此次发射历经严密谋划与精确配合,由佛罗里达肯尼迪航天中心发射,火箭升空后按照预定轨迹飞向东向上空,回收一级助推器于海上无人平台后,二级火箭发动机多次点火将三艘航天器准确送入环绕L1点的"晕轨道",启动它们各自的科学使命。科学家们期待IMAP带来对太阳风机制及太阳系边界复杂电磁环境的全新认识,卡鲁瑟斯将填补地球外大气上层长期悬而未决的知识空白,而SWFO-L1则增强地球空间天气的即时侦测能力。整体而言,此次"宇宙共乘"代表了人类探索太阳与地球相互作用、理解空间天气的重要突破,并且推动了空间科学探测向更加系统化、协同化迈进。
太阳风作为环境中持续不断的高速带电粒子流,对地球电力系统、卫星安全、通讯导航及航空安全构成潜在威胁。准确、实时地预警和监测空间天气,是保障现代社会基础设施稳定运行的关键。三大任务互为补充,形成综合观测网络,为太阳物理学、行星科学及空间气象提供了关键数据支持。未来,随着技术演进与国际合作的深化,我们有望看到更多类似的"共乘"发射,为人类揭开宇宙奥秘、增强地球空间防护能力不断注入新活力。此次联合发射的成功不仅是航天技术的胜利,更彰显了跨部门合作的科学精神和卓越执行力,激励着全球科研人员共同迈向更加光明的宇宙探索前景。 。
