失聯重獲訊息衛星圖像 提供關鍵極光研究

新網記者歸鴻亭台北特稿
2018/2/4 下午 03:10:03 / 天文地理

　2018年1月20日，業餘天文學家史谷特‧堤利(Scott Tilley)發現了一個意外的信號，結果確認是美國國家航空暨太空總署(NASA)自2005年以來一直長期失聯的IMAGE衛星，該任務近6年的運行都為地球周圍的空間提供關鍵的極光研究。

NASA啟動了「磁層頂到極光全球探索」或「圖像」任務的成像儀，提供關鍵的極光研究。(歸鴻亭翻製)

　NASA網站指出，2000年3月25日，NASA啟動了「磁層頂到極光全球探索」或「圖像」任務的成像儀。這是第一個使用中性原子、光子和無線電成像技術的任務，可以對存在於近地空間的帶電粒子進行大規模的同時測量；華盛頓NASA總部行星科學主任吉姆‧格林(Jim Green)表示，「圖像是一個發現機器，也是一個開創性的使命，它使我們對地球環境和不斷變化的磁層產生了更廣泛的視角。」

　IMAGE最初設計為一個為期兩年的任務，但兩次被批准繼續延續運作，當2005年12月18日這個飛船意外地沒有通過例行通訊的時候，這個有希望的任期似乎被縮短。對可能的故障原因的調查表明，發射控制器的電源可能被一個輸入的高能宇宙射線或輻射帶粒子跳閘。據推測，通過能量的巨大變化，例如當一架太空船在日食期間經歷完全黑暗時可能會重設太空船，在2007年日食後卻沒有引起重啟，任務被迫宣告結束。

　根據《每日太空報》(Space Daily)報導，在IMAGE衛星仍正常運作的5年中，收集的數據完成40多個有關地球磁層和等離子體的新發現。這些發現中的許多都有其基本的能量中性原子或ENA成像，這是一種由IMAGE開創的使得不可見的新技術。

《每日太空報》報導，失而復得的IMAGE衛星每兩分鐘就會產生一個大型圖像。(歸鴻亭翻製)

　這項技術利用了一些基本的空間物理學。帶有電荷的粒子，就像構成磁層中大部分等離子體的離子一樣，與地球的磁力線相連，在它們周圍如同一條繩子上的悠悠球一樣旋轉。但是當它們撞擊到中性粒子時，帶電粒子可以在一個稱為電荷交換的過程中偷走中性電子，自己變成中性。

　這些高能的中性原子不再受到磁性的束縛，在發生碰撞時沿著任何方向流入太空。ENA儀器捕獲這些中性原子，並使用它們來建立周圍等離子體的大規模圖像，類似於普通相機捕捉光線來創建圖像。

　與ENA儀器相結合，IMAGE還使用了紫外和無線電成像技術，這些技術一起導致了IMAGE最顯著的成就。其中包括等離子體羽流的確認，這是等離子粒子在地球表面向太陽流回的區域。這種回流已被模型預測，但從未被飛船直接觀測到。

　IMAGE每兩分鐘就會產生一個大型圖像。成像的快速節奏使得科學家們可以將這些圖像編織在一起，創造出逐幀電影，能夠顯示包括那些引起極光的那些在近地空間中的大量帶電粒子相互作用。