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疯狂的体验:坐飞机看日全食

2009年7月13日 12:55

来源:东方网 选稿:实习生 华迎

日全食的实时观测给人们带来了许多惊喜,但天文学家们仍为全食时刻的短暂易逝而感到遗憾。1973年6月30日发生于非洲的日全食是20世纪时间第二长的日全食,在地面上观测时间最长达7分4秒,但这仍然短的让人沮丧,更何况平均一个地方要300年才能看到一次日全食。

  如果用一架高速飞机来追踪月球飞快掠过的阴影,全食的时间就可以被延长。天文学家在1973年非洲日全食中就这样做了!搭乘第一架协和飞机原型机、以超过两倍音速的速度飞行,他们看到了前所未有的长达74分钟的全食。无疑,到目前为止协和飞机上的人处在月影中的时间比任何一个在地面上观测的人都要长得多,即看到的日全食时间非常长。
  
  1972年春天,当法国恒星和行星物理学实验室的Pierre Lena遇到了第一个试飞协和飞机的飞行员Andre Turcat时,Lena解释说,在日食发生期间,月球阴影移动的速度仅略高于协和飞机正常的巡航速度。因此,搭载上这样的超音速飞机,就可以和月球的阴影赛跑,从而大大延长飞机上的科学家观测日全食的时间。

  在实际操作上,机载日食观测不仅需要考虑飞行速度和飞行距离,而且还需要有足够的空间和载荷能力来搭载科学家和观测仪器。许多战斗机的飞行速度可以达到两倍音速(2马赫),但是受限于相对短的航程和相对轻的载荷能力。协和飞机却与众不同。它一次加油后能以超过2马赫的速度连续飞行3个多小时,飞行距离达6500千米,可携带的有效载荷相当于多达118名乘客和他们的行李。

  导航任务从理论上讲很简单,但实际上要求却很严格:按照规定的时间进入月球的本影,然后继续向东,并尽可能长时间地停留在月影中。在一个半小时的飞行中,每一秒都要精确地掌握。首先从拉帕玛机场飞往会合点,在那里直径250千米的月球本影将以2500千米/小时的速度追上协和飞机,接着以2145千米/小时的时速继续东行。如果协和飞机早到了6分钟,则必须花费42分钟才能等到月球本影的前沿,这样,在飞机不得不进入准备降落状态之前就只有32分钟的全食观测时间。另一方面,如果协和飞机晚了6分钟到达,则本影将刚刚过去,这样就将完全错过全食的观测。考虑到可能遇上的不稳定气流,飞行员Turcat决定日食那天从拉帕玛机场提前20秒起飞。如果有必要,也可以通过采取些空中减速来延迟到达时间。

  日食那天,在Turcat和四名机组人员的引领下,由七名天文学家、两名助理以及一名摄影师组成了一个“超音速之旅”团组,格林尼治标准时间10点53分30秒,协和飞机飞到了西经9°、北纬20.6°、海拔16057米的毛里塔尼亚上空。以2.03马赫的飞行速度,协和飞机在与预订时间仅相差一秒的时间到达了月球本影区,日食开始慢慢展现在人们面前。从协和飞机的舷窗向外探望的人们观察到了一副超现实主义的由两部分组成的全景画。前面一半的世界沐浴在光线昏暗的半影中,后一半则被本影的黑暗所覆盖。月影的边缘缓慢地扫过远处的大地。

  当进入本影时,协和飞机的边缘已沉浸在黯淡的平流层的蔚蓝色中,但全食会慢慢给飞机涂上一层黑色。机翼的弧形前沿仍然闪烁着耀眼的白色,这些光来自于对流层的反射。下方,地球表面的弯曲弧线在465千米以外的地平线上明显可见。

  在进入本影约74分钟后,即格林尼治标准时间12时7分24秒,全食结束了。协和飞机不再追赶移动的月影,开始在尼日尔上空以每小时2206千米的速度和17602米的高度飞行,45分钟之后飞机降落在恩贾梅纳机场,那里,日偏食仍在进行中。

  协和飞机的这一历史性飞行纪录再也没被打破过。直到今年,因为2009年7月22日将发生的本世纪最长的一次日全食,国际著名的日食观测者Glenn Schneider才有机会声称,要打破1973年协和飞机上的观测者们已经创下的日全食观测时间记录,但这只是以前看到报道,关于今年飞机追赶日全食的计划,并没有相关报道或信息,相信并不是那么容易做得到,因为中国的空管非常严格,有任何关于这方面的消息,日全食网会第一时间报道。