借百年一遇日全食，來一次科學探索之旅

8月21日，美國將出現近一個世紀以來首次發生的、跨越全境的日全食現象。屆時，從東海岸到西海岸的14個州，都能在當天體驗到兩分鐘的完全黑暗。

日全食發生時，月亮會經過太陽和地球之間，將投射到地球的陽光完全遮擋。天文愛好者可以使用專用太陽鏡等設備，欣賞到平時隱身著的日冕（地球最上端的大氣層）和其他星體。整個日全食景觀將在美國停留長達兩個多小時，由於美國是體驗這次日全食的唯一國家，國際天文愛好者或將蜂擁而至，圍觀這一難得一見的天文事件。

據物理學家組織網7月31日報道，美國科學家將利用這次最容易觀測的日全食機會，帶領民眾開展一次別開生面的科學之旅。美國國家航空航天局（NASA）將利用國際空間站、各種宇宙飛船以及從50多個地方升起到3萬米高空的氣球，從太空、空中以及地面選取多個有利地點，拍攝日全食視頻，並通過電視現場直播。

50多個氣球聯動 

收集大氣平流層數據

日全食為科學家研究太陽、月亮、其他星系以及星系間全食現象提供了寶貴的機會。雖然此次日全食隻有短短幾個小時，NASA已經提前布局，發起多項城市科學項目，吸引天文愛好者參與，為研究月球特性、太陽活動、太陽大氣以及系外星球提供盡可能多的數據。

蒙大拿州立大學太陽物理學家安吉拉·雅爾丁發起了一項名為“日全食氣球計劃”的實驗項目，來自大學、研究所和中學等的55個團隊參與。該項目將把數十個裝載著攝像機和傳感器的氣球，放飛到類似火星表面極端環境的3萬米高空。

實驗團隊將利用這些到達地球平流層的氣球，在日全食出現的沿途，從接近太空的高度清晰拍攝日全食的視頻和圖片，並從被月亮完全遮擋的日冕中收集地球大氣變化的數據，構建研究地球大氣的新模型。“通過高空氣球觀看太空中的日全食黑暗景觀，感覺就像置身於國際空間站。”雅爾丁說。

完成太空生物實驗

研究細菌在火星生存能力

“日全食氣球計劃”的另一個重要目的是，幫助NASA阿姆斯研究中心微生物學家大衛·斯密斯聯合噴氣推進實驗室和康奈爾大學的同行，一起完成太空生物實驗。在日全食發生時，高空氣球所處的環境類似火星表面的極端條件，可以測試細菌等生物在這種模擬火星環境下能否繼續生存。氣球上攜帶的超薄超輕鋁制長條，其上覆蓋的薄膜孔內裝填有一種對環境和人體無害的細菌——類芽孢杆菌，這種細菌能在高溫和超級干旱等極端環境下生存，非常適合這次太空生物實驗。

斯密斯介紹說，共有34個團隊會放飛攜帶這種細菌的氣球，這些團隊在氣球上安裝了不同的傳感器，可以測量溫度、濕度以及紫外線輻射等重要參數在日全食前后的變化。等氣球降落地面后，研究人員會測算細菌存活率，評估細菌對各種條件的耐受力。“之前的研究隻能在地球上模擬火星條件，但臭氧層擋住了紫外線，使模擬條件無法接近火星表面，而這次日全食在地球大氣層創造的嚴苛條件，提供了最佳研究機會。”

六大科研項目

讓業余愛好者參與

在NASA官網“日全食”專題下，有個“市民科學”主題，NASA公布了業余愛好者和公眾都能參與的6大科研項目。

其中加州科學院開展的“生命反應”（Life Responds）項目，呼吁所有感興趣的人參與，研究日全食期間動植物的行為變化，如鳥的睡眠、貓狗的困惑。該項目將利用這次機會，為動植物的各方面行為變化提供具有科學價值的觀測數據。

美國國家太陽天文台開展的“市民大陸望遠鏡日全食”（Citizen CATE）項目，發動美國60多台望遠鏡項目互動，利用其上安裝的數字相機，拍攝日冕現象的圖片。屆時將各處近90分鐘的日冕場景剪接在一起，NASA有望首次“洞察”到日冕內部的電離層動力學秘密。（記者 聶翠蓉）