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海伦·奥布莱恩告诉格雷哈·杰克逊，我们将如何更接近我们的比以往任何时候都要阳光，这要归功于磨碎的骨头

太阳轨道飞行器是欧洲航天局的任务之一;这是他们宇宙视野计划的一部分。它将比以往任何航天器飞得都更接近太阳，它将配备一套很棒的仪器，通过许多望远镜观察太阳表面的所有电磁光谱，可见光，紫外线，x射线，诸如此类。然后它有一系列的现场仪器来测量太阳风，所以太阳风的粒子一直从太阳流出并受到太阳表面发生的事情的巨大影响。我们将在离太阳很近的地方测量这些特性这样我们就能弄清楚表面的东西是如何在太空中发展的以及它们是如何影响太空天气的，或者我们实际上看到的在太空中移动的东西以及一直从太阳出来的东西。

格雷哈-那我们在地球上就不能这么做了?

海伦-我们在地球上做不到。在地球上，我们与太阳的距离是一个天文单位，当太阳风，也就是从太阳流出的粒子到达我们的时候，它们有点混乱了。我们有快风和慢风，它们混合在一起，实际上很难把我们在这里看到的转化回表面上发生的事情。太阳也在旋转，这就增加了一个额外的复杂性。如果我们离得很近;我们将达到0.28 au，这是太阳和地球之差的28%它就在水星的轨道内。然后我们就得到了新的太阳风，我们就可以追溯到我们在哪里，飞船在哪里，以及我们在表面上看到的东西。

Graihagh -你到底是怎么建造一个离太阳这么近的东西的，因为它必须是……我的意思是太阳风是一回事但辐射出来的是另一回事吗?所以制造这些仪器一定很有挑战性吧?

海伦:是的。有很多挑战，我认为太阳轨道飞行器的主要问题之一是处理热量。你离太阳很近，我们主要依靠好的航天器设计。所以航天器将一直指向太阳它基本上有一个巨大的隔热罩，一个巨大的保护伞放在航天器的前面来保护它免受热量的影响。所以，本质上，我们有一个面向太阳的热面，它的正面有一种非常耐热的材料，它实际上是由地面上的动物骨头组成的。它被称为“太阳黑”，在人类发明的所有材料中，最好的耐热材料实际上是动物骨头。它基本上是放在前面的碳所以，与直觉相反，表面是黑色的当你认为它应该是闪亮的来反射热量但是我们没有反射材料可以处理这么近的太阳所以我们有一个黑色的表面在前面。

Graihagh -想到这些技术革命真是太神奇了，我在你的实验室里看了看，里面摆满了令人惊叹的设备，但我们仍然回到像磨碎动物骨头这样的东西来为我们工作。

海伦:是的。我认为这是一件美妙的事情，不管我们做了多少工作，做了多少研究，实际上在自然界中有很多有待发现的东西。这就是为什么我们想去研究太阳的原因之一因为太阳可以告诉我们很多关于宇宙和我们生活的空间的发展

格雷哈:海伦真正想知道的是太阳的磁场……那是什么呢?为什么她如此热衷于测量它?

所以磁场很难解释，它们是非常抽象的概念。在地球上，我们有一个由地核运动产生的磁场，地核基本上充满了铁。熔化的铁四处移动并产生磁场。我们有一个北极和一个南极，如果你看一下我们所说的磁场线，它给了我们结构，那么你可能在学校里还记得偶极子。所以磁场线从北极出来，弯曲，然后回到南极。

现在地球周围的区域是由我们自己的磁场控制的，我们称之为“地球的磁层”。然而，太阳也会产生一个磁场，这个磁场实际上要复杂得多。它的周期是11年，当它进入所谓的“太阳极小期”时，它有一种偶极结构——一个北极，一个南极，磁场线看起来和地球上的很像。但随后它进入了11年的周期，到达了所谓的“太阳极大期”，然后磁场变得复杂得多。太阳表面有很多局部的北极和南极，有很多磁场圈出来。然后基本上磁场又平静下来到了另一个太阳极小期，然后在那个时候磁场翻转了，所以北变成南，南变成北，那将是11年后。

现在地球的磁场没有那么动态所以我们基本上有一个北极和一个南极我们已经有几千年了。然而，在地球的历史上也有一些时期，它是翻转的，所以北是南，南是北，这是由地核内的铁产生的，或者是由太阳的核心产生的。实际上，当磁场在空间中移动时，它是如何发展的告诉我们很多关于能量是如何重新分配的。太阳最大的谜团之一就是为什么太阳的大气层被称为日冕，也就是我们在日食时看到的东西，实际上比太阳表面更热。这是一件违反直觉的事情，你会期望太阳表面是热的，随着你移动，它会变冷，但事实并非如此，我们认为原因是通过磁能加热日冕。如果我们试着去理解这个磁场，这真的很复杂，但如果我们试着去理解它它真的会告诉我们更多关于能量是如何从太阳的核心传递到大气或日冕，然后通过太空。

Graihagh -跟我说说你的乐器吧?你在忙什么?

海伦:我们正在建造磁力计;它测量磁场。我们把传感器放在远离飞船的长吊杆上因为飞船上的一切都会产生磁场。如果你有任何流动的电流，任何一种磁性材料，它们都会产生磁场。我们要测量的场实际上非常小所以磁场的单位是特斯拉。特斯拉是一个疯狂的单位，它实际上非常非常大，所以很少有东西有一个场，或者产生一个1特斯拉的场。我们在地球表面处理的是微特斯拉，所以10的- 6次方特斯拉，在地球表面大约是60微特斯拉。我们想要达到10到20纳特斯拉，非常非常小，10的- 9次方特斯拉。因此，我们面临的真正挑战是如何准确测量这些磁场，同时还要消除航天器带来的污染。

grahagh -你为什么要测量这么小的区域?他们真正有趣的地方是什么?

海伦:磁场只是太阳风的一个基本属性，它确实帮助我们给太阳风赋予了秩序和结构。如果你知道磁场在做什么，那么你就知道带电粒子运动的方向。你可以看到太阳风和来自太阳的能量是如何在太空中发展的，所以这真的就像我们利用地球上的磁场来帮助我们导航。太空中的磁场确实帮助我们导航我们所看到的太阳风，基本上给了它方向和秩序。

Graihagh:我们能看看你的乐器和你在过去七年里一直在做的东西吗?

海伦:是的。这台仪器目前实际上已经支离破碎了，因为我们一直在做一些测试，我们想对电子设备做一些小小的改变。所以我们已经分开了，这正在发生，但我可以给你看传感器和一些电子设备……

Graihagh -哇!好的。

海伦:这里我们有一个电子板，它实际上是我们的实验室模型。这和我们要用的电子元件是一样的但是它是在一个电路板上被隔开的。所以你可以看到我们有各种各样的探针我们在不同的阶段观察信号并试图确保我们消除了任何背景噪音这样我们就可以测量我们想要的信号，它告诉我们磁场的情况。

这里有一个传感器。这个传感器重约500克，可以放在手掌里，我们有两个核心，可以从三个方向测量磁场。

Graihagh -我来描述一下。我的意思是这看起来像一个电路板;看起来像是我家里电脑里的东西。

海伦:完全正确。这是一块电路板……

Graihagh -它甚至有一条VGA线或看起来像VGA线的东西连接到电视的后面。

海伦:是的。VGA线实际上是我们的传感器线，但是，是的，类似的东西。传感器给我们一个非常微小的信号，以伏特为单位，你们面前的这个电子设备所做的就是提取磁场，所以我们测量以伏特为单位的信号的大小，以及它相对于我们输入的驱动信号的相位，这告诉我们磁场的大小和方向。

Graihagh -我想这一切都应该被装箱，因为我认为这是一段非凡的旅程。我的意思是，离开地球是一段颠簸的旅程。

海伦:没错。太阳轨道飞行器的一个大问题是它是一个很小的航天器但它需要一个巨大的德尔塔V来接近它需要去的地方。所以它在一个非常大的火箭上(阿特拉斯5号火箭)，所以它在发射时经历的振动非常强烈。我们把这些电子设备装在盒子里，尽可能地使它们紧凑。我们把它们放在一个框架里，框架必须有一定厚度的铝，因为我们在太空中会受到辐射，如果你想很多来自太阳的东西:带电粒子，电子，电子是在电路中流动的东西。所以如果你把从太阳飞来的电子和电路中正在发生的事情混在一起，它就会破坏正在发生的事情。所以我们的盒子有一定的屏蔽作用，它是铝制的。但我们也使用专门设计的电子元件来抵抗，所谓的抗辐射，因此能够应对带电粒子的轰击，并且仍然像它们应该的那样工作。

Graihagh:所以你们现在正处于测试阶段，看看它是否能承受这些振动、辐射等等?下一步是什么，什么时候推出?

海伦:我们正在研究所谓的鉴定模型，我们建立的模型和飞行模型完全一样，但是我们对它进行了过度测试。所以我们让它经历了可怕的振动，热循环，所以我们真的很讨厌它，同时我们建立了我们的飞行模型。所以我们现在已经启动了，我们的一些董事会已经在人口中，到今年年底，我们希望将我们的飞行模型交付给主要承包商，也就是制造宇宙飞船的人，也就是在斯蒂夫尼奇的空中客车公司。两年后，也就是2018年10月，它将从卡纳维拉尔角发射。

格雷哈:你会去吗?

海伦:我当然希望如此。是的，这就是我的意图。