美國宇航局的STEREO-A宇宙飛船將于2023年8月12日穿越日地分界線。穿越發生在金星穿過太陽和地球之間的宇航前一天，盡管從地球的十七年后角度看，這顆行星將出現在太陽下方10度，美國在STEREO-A的宇航視野之外。鳴謝:uux.cn/美國宇航局戈達德太空飛行中心/科學可視化工作室/湯姆·布里奇曼
（神秘的十七年后地球uux.cn）據美國宇航局：2023年8月12日，美國宇航局的美國STEREO-A航天器將從太陽和地球之間穿過，標志著這項近17年的宇航任務首次飛越地球。回家的十七年后訪問為航天器帶來了一個特殊的機會，與美國宇航局在地球附近的美國任務合作，并揭示對我們最近的宇航恒星的新見解。
孿生STEREO(日地關系天文臺)宇宙飛船于2006年10月25日從佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地發射升空。十七年后STEREO-A(代表“前方”)在地球上領先，美國STEREO-B(代表“后方”)落后，宇航兩者都繪制了類似地球的繞太陽軌道。
在發射后的第一年，雙航天器任務實現了其里程碑式的目標:提供第一個立體，或多視角，我們最近的恒星的視圖。2011年2月6日，這項任務達到了另一個里程碑:STEREO-A和-B在其軌道上達到了180度分離。人類第一次將我們的太陽視為一個完整的球體。
“在此之前，我們被‘束縛’在日地連線上——我們一次只能看到太陽的一面，”華盛頓特區美國宇航局總部立體項目科學家Lika Guhathakurta說，“STEREO打破了那條束縛，讓我們看到了太陽的三維物體。”

這張合成照片顯示的是2011年1月31日出現的太陽，由美國宇航局的立體航天器和美國宇航局的太陽動力學天文臺同時拍攝。這三個不同的觀點讓科學家們幾乎可以一次捕捉到整個太陽，數據只有很小的差距。鳴謝:uux.cn/美國國家航空航天局/戈達德航天中心/立體聲
多年來，這項任務完成了許多其他科學壯舉，研究人員研究了這兩個航天器視圖，直到2014年，在計劃重置后，任務控制中心與STEREO-B失去了聯系。然而，STEREO-A繼續它的旅程，捕捉從地球上得不到的太陽景象。
2023年8月12日，STEREO-A在地球上的領先優勢已經增長到一整圈，因為航天器在我們圍繞太陽的軌道上“繞”我們一圈。在STEREO-A飛越前后的幾個星期里，科學家們抓住機會提出通常超出任務范圍的問題。
太陽的3D視圖
在飛越地球期間，STEREO-A將再次做一些它早年與它的孿生兄弟一起做的事情:組合視圖以實現立體視覺。
立體視覺允許我們從二維或平面圖像中提取3D信息。這就是兩個眼球，從不同的位置向外看世界，產生深度感知的方式。你的大腦比較來自每只眼睛的圖像，這些圖像之間的細微差異揭示了哪些物體更近或更遠。

立體視覺是3D電影背后的東西，因為兩個稍微偏移的圖像重疊在一起，紅藍3D眼鏡確保每只眼睛只能看到一個圖像。戴著這種眼鏡的讀者將會看到這幅太陽圖，它是由STEREO-A和美國宇航局太陽動力學天文臺(SDO)在2023年7月6日拍攝的太陽照片組合而成的。鳴謝:uux.cn/美國宇航局戈達德太空飛行中心/科學可視化工作室/湯姆·布里奇曼
STEREO-A將通過合成其與美國宇航局和歐洲航天局的太陽和日光層天文臺(SOHO)以及美國宇航局的太陽動力學天文臺(SDO)的視圖來實現這種3D觀看。更好的是，STEREO-A與地球的距離在整個飛越過程中會發生變化，從而針對不同時間不同大小的太陽特征優化其立體視覺。這就好像科學家正在調整一個幾百萬英里寬的望遠鏡的焦距。
立體聲科學家正在利用這個機會進行急需的測量。他們正在識別活躍區域，即太陽黑子下面磁性復雜的區域，希望揭示通常在2D圖像中丟失的關于其結構的三維信息。他們還將測試一個新理論，即日冕環——經常在太陽特寫圖像中看到的巨大拱門——并不像它們看起來那樣。
“最近有一種觀點認為日冕環可能只是視錯覺，”馬里蘭州格林貝爾特美國宇航局戈達德太空飛行中心立體項目科學家特里·庫切拉說。一些科學家認為，我們有限的視角使它們看起來具有它們可能并不真正具有的形狀。“如果你從多個角度來看它們，這應該會變得更加明顯，”Kucera補充道。
太陽爆發的內部
不僅僅是STEREO-A飛過地球時會看到什么，還有它會“感覺到什么”，這可能會導致重大發現。
當一股被稱為日冕物質拋射(CME)的太陽物質到達地球時，它會干擾衛星和無線電信號，甚至導致我們的電網出現電涌。或者，它可能幾乎沒有任何影響。這完全取決于嵌入其中的磁場，在太陽和地球之間的9300萬英里內，磁場會發生巨大變化。

這張日冕儀圖像顯示了一個逃離太陽的日冕物質拋射，它被遮擋在圖像中心的黑色圓圈后面。STEREO-A在2023年7月17日拍攝了這張指向地球的CME噴發照片。COR2儀器在STEREO-A上以日冕儀有史以來最高的節奏(2.5分鐘)捕捉到了日冕物質拋射。鳴謝:uux.cn/美國國家航空航天局/STEREO-A/SECCHI
為了了解CME的磁場如何在到達地球的途中演變，科學家們建立了這些太陽爆發的計算機模型，并在每次新的航天器觀測中更新它們。但是單個航天器的數據只能告訴我們這么多。
“這就像盲人和大象的寓言——感覺到腿的人說‘它像樹干’，感覺到尾巴的人說‘它像蛇’，”新罕布什爾大學教授、STEREO-A儀器的首席研究員托尼·加爾文說。“這就是我們目前面臨的日冕物質拋射問題，因為我們通常只有一兩個航天器并排測量它。”
在STEREO-A飛越地球之前和之后的幾個月里，任何指向地球的CME都將經過STEREO-A和其他近地航天器，為科學家提供急需的來自CME內部的多點測量。
一個完全不同的太陽
STEREO-A也在2006年發射后不久接近地球。那是在“太陽活動極小期”，即太陽大約11年的高低活動周期的低點。


來自美國宇航局太陽動力學天文臺的圖像顯示了2019年10月太陽活動最小期(左)和2014年4月最后一次太陽活動最大期(右)的太陽。黑暗的冕洞在太陽活動極小期覆蓋著太陽，而明亮的活動區域——表明太陽活動更多——在太陽活動極大期覆蓋著太陽。鳴謝:uux.cn/美國宇航局太陽動力學天文臺/Joy Ng
“太陽在那個點上是如此安靜！我回頭看了看數據，然后說‘哦，是的，我認識那個活躍區域’——確實有一個，我們研究了它，”庫塞拉笑著說。“好吧，還沒那么糟——但也很接近了。”
現在，隨著我們接近2025年預測的太陽活動高峰期，太陽不再那么困倦了。
“在太陽周期的這個階段，STEREO-A將經歷一個完全不同的太陽，”Guhathakurta說。"從中可以獲得很多知識。"
邁爾斯·哈特菲爾德馬里蘭州格林貝爾特美國宇航局戈達德太空飛行中心。