圖片來源：Unsplash
撰文 | 不周
審校 | 王昱
我們看過許多震撼的太陽影像，比如這張說不上是邪惡還是可愛的”太陽微笑.jpg”，以及很多動態高畫質的影片。
圖片來源：NASA/GSFC/SDO
這些標誌性的高畫質影像多來自太陽動力學觀測臺（Solar Dynamics Observatory，SDO）。自2010年升空以來，SDO一直注視著太陽，它收集了大量寶貴的資料，大多儲存在美國斯坦福的聯合科學操作中心（JSOC）的伺服器中。這些資料不僅能讓觀眾看到每一天的太陽影像，也始終在監測即將到來的太陽風暴訊號。
去年10月初，美國航空航天局（NASA）正式確認，太陽已經進入其11年活動週期的極大期（solar maximum），這是太陽黑子、耀斑、日冕物質拋射（CME）等事件最為活躍的時期。這也讓SDO的太陽監測顯得尤為重要。研究者無不為此摩拳擦掌，試圖透過不同的太陽探測器即時監測並收集各個維度的資料，以更好地理解太陽物理。但一根破裂的水管卻讓SDO的資料服務在這個關鍵時期中斷了。
圖片來源：JSOC archive
當地時間2024年11月27日，JSOC團隊釋出了一篇日誌表示：11月26日，伺服器所在的房間中，有一條約10釐米（4英寸）口徑的冷凝水管破裂，導致JSOC房間裡的積水達到幾英寸深，嚴重損壞了建築物內的許多電子裝置，其中就包括儲存和分發SDO兩臺核心儀器資料的伺服器，它同時也是過渡區成像攝譜儀（IRIS）的伺服器。截至第二天，房間裡雖然已排幹水，但各種物品仍是潮溼的，且有多處漏水點仍在破壞電子裝置。
事故發生後，JSOC團隊立即建立了一個緊急資源頁面，為可能需要資料的使用者更新可用資訊，但情況實在過於嚴峻，所有存檔資料暫時都無法訪問，即時科學資料處理和分發也暫時中斷了。儘管空間軌道上的SDO和IRIS仍能正常執行，也在按照計劃進行資料採集，且收集到的資料也不會丟失，但這篇看上去就像“啪，全都沒了！”的公告，還是讓人感到一絲“草臺班子”式的荒誕。
太陽“攝影師”
美國航空航天局（NASA）於21世紀初提出了“與星共舞”（Living With a Star，LWS）計劃，旨在透過一系列太陽探測任務理解太陽對太陽-地球系統等各方面的影響，並能實現對空間天氣的準確預測。而2010年2月發射的SDO正是該計劃的第一項任務，它最主要的科學目標是從多個波段觀測太陽，理解太陽動力學，收集有關太陽磁場結構的資料，同時監測太陽輻射的變化。
圖片來源：NASA
太陽的種種活動，不論大小，都會對地球產生影響。但生活在地球上的我們，卻對母星仍存在許多疑問。比如，驅動太陽約11年活動週期的機制是什麼？太陽如何將儲藏的磁能釋放到日球層？小尺度的磁重聯如何影響了大規模的湍流，它們是否導致了太陽日冕的異常高溫？哪些磁場配置會導致日冕物質拋射、耀斑等活動？地球附近太陽風的結構和動力是否能透過太陽表面的磁場和大氣結構確定？最重要的是，是否能透過監測太陽表面的活動，可靠地預測太空天氣？
為了探索這些與太陽動力學有關的疑問，SDO攜帶了三臺科學儀器——日震和磁像儀器（HMI）、極端紫外變異性實驗（EVE）以及大氣成像元件（AIA）——不僅能在秒到年這樣的時間尺度上連續觀測太陽活動，也能從多個波段觀測太陽內部、光球層到日冕的活動。
圖片來源：NASA
其中的AIA，可以在7個極紫外通道中提供對太陽色層和日冕的連續觀測，能顯示從2萬開爾文到2千萬開爾文的溫度變化。也正是透過這臺儀器，我們才能在研究團隊建立的“今日太陽”（The Sun Today）網站，看到自2010年5月以來每一天的太陽影像。
EVE則更關注太陽輻射光譜的變化。太陽發射的高能極紫外光子（EUV）能夠加熱地球高層大氣形成電離層，但EUV輻射總是在持續變化，而這種變化又極大地影響著大氣加熱、衛星阻力、衛星通訊系統等。此外，HMI可以透過多個濾光器，對太陽磁場進行精密測量，這些資料能幫助研究者建立太陽內部動力學與磁活動之間的關係。
相比身兼數職的SDO，NASA在2013年6月發射的IRIS只是一個小型探測器，它主要使用太陽望遠鏡和光譜儀來探索太陽的色球層——位於太陽光球層與日冕之間的複雜介面，是理解太陽將能量傳輸至太陽風的關鍵區域，也是理解恆星大氣層的“代表”。
在Lockheed Martin公司潔淨室完成組裝的IRIS航天器。
圖片來源：NASA, Lockheed Martin
臨時缺席
在11年一遇的太陽極大期，SDO本應該定期測量太陽的磁場，使研究者能更精確地追蹤太陽表現磁場的幾何形狀，以及太陽黑子的演變，這些都能幫助預測即將到來的太陽耀斑等活動。而結合地面天文臺，則有助於研究者判斷日冕物質拋射的前進方向。
但可惜的是，無論是“全能攝影師” SDO，還是專精於色球層的IRIS，儘管它們仍按照計劃在軌執行，兢兢業業地採集著資料，都因為一根破裂的水管不得不暫時缺席一段時間。好在JSOC伺服器事故隻影響了AIA、HIM以及IRIS的資料，EVE的資料倖免於難。
截至2月中旬，JSOC團隊一直緊急資源頁面更新他們的修復進度，同時也提供了備用的資料資源。團隊很快便搭建起了虛擬伺服器，允許使用者獲取一段時間內AIA和HMI的歷史資料。在2月14日，他們終於恢復了常規的資料處理，僅有小部分歷史資料仍在恢復中。很難想象，在太空探索的前沿領域，會因地面機房的不可靠險些造成巨大損失。不過意外總是與進步相伴，或許到下一次太陽極大期，冷卻裝置會因此出現巨大的改進。
資訊來源
https://gizmodo.com/busted-water-pipe-halts-nasas-solar-observations-at-the-worst-possible-time-2000533455
https://www.eoportal.org/satellite-missions/sdo#sdo-solar-dynamics-observatory
https://www.eoportal.org/satellite-missions/iris#eop-quick-facts-section
https://suntoday.lmsal.com/suntoday/?suntoday_date=2025-02-27、
https://sdoisgo.blogspot.com/
https://solarweb1.stanford.edu/JSOC_Emergency_Resources.html
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