日食作为一种天体物理现象,一直是科学家们研究的焦点。科学家们努力通过尽可能长时间、清晰度高的观测来研究日食

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从地面观察,日食通常只持续几分钟。然而,自从飞机应用以来,科学家们开始利用飞机来观察日食。这种方法在1973年达到高峰。当时,一组来自法国和美国的科学家们成功将日食的观测时间延长了10倍,开辟了新的视角和理解日食的可能。

从20世纪60年代开始,欧洲决定投入研发超音速客机,即后来的“协和”号。到了20世纪70年代初,“协和”号已经能够达到2.02马赫的飞行速度。对比一下,日食的影子在地面上的移动速度约为2200公里/小时。因此,“协和”号的巡航速度几乎能够与日食影子的速度保持同步。这种速度上的接近使得“协和”号有能力进行与日食影子几乎同步的飞行观察。

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“协和”001号客机

这一优势引起了法国科学家的关注。从1972年秋季起,一个由科学家和飞行团队组成的团队开始对“协和”的001号原型机进行改装,为第二年的日食做准备。1973年的日食发生时,这个团队计划通过非洲大陆中部执行飞行任务,以尽可能长时间地保持与日食影子同步,从而获得最佳的观测角度,直至飞机最终被影子超过。这一计划的执行,展示了“协和”在科学研究中的独特价值。

为了尽可能延长观测时间,1973年5月,已经完成改装的“协和”001号飞机携科研团队在大西洋上空进行了首次演练。到了1973年6月30日的黎明,当太阳从地平线升起时,已经出现了一小部分缺口,标志着日食的开始。正是在这一天的上午10:08,改装后的“协和”001号飞机冲向天空,开始了其追逐日食影子的壮观旅程。

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在这次任务中,飞行员精心设计了一条非常特殊的航线。月球对地球的本影形成了一个宽约150公里的S形区域。为了最大限度地延长在这个阴影区的停留时间,飞行团队规划了一条尽量直线的航迹。飞机起飞后迅速稳定在2.05马赫的速度,并在短时间内加速到2.09马赫。最终,飞机于10:53:14准时进入了计划中的本影区,仅仅晚了一秒钟。这一操作不仅展示了“协和”飞机超过两马赫的速度优势,保证了充足的日食观察时间,还突显了它的另一个重要特点——作为一架大型飞机,“协和”可以搭载一个完整的科学团队及大量科学观测设备,这是普通小型飞机无法做到的。这种超音速飞行能力使“协和”号成为进行此类高级科学研究的理想选择

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1973年6月25日,在日全食发生前,一名工程师正在检查安装于“协和”001原型机内的太阳观测设备。

此外,“协和”号的另一个优点是它的高速性能配合其充足的体量和空间。这使得飞行员和科学家们能在舒适的环境中进行长时间的观测。飞机起飞后,一直沿着预定航线进入日食阴影,在毛里塔尼亚上空向东飞行,并在飞行过程中达到了最高速度2.08马赫。这一阶段观察到的日食阴影极为完整,形状规整。在直线飞行过程中,飞机横跨了三个国家,并在乍得上空因阴影超过而转向降落。这次飞行使单次日全食的观测时间达到了72分钟,创下了人类历史上的记录,至今未被打破。

下一次预期能够观测到最长日食的时间将是2150年6月25日。届时,我们是否将拥有更先进的超音速飞机、更精密的观测设备,或对太阳及天体物理有了更深入的理解,现在还难以预测,但这些想象令人充满期待。

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