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超音速追日食!协和式5.5万英尺高空74分钟的观测,至今无人能破

提起日食观测,地面上最长的全食体验不过 7 分 4 秒,但 1973 年的一次超音速飞行,却把这个纪录足足拉长了 10

提起日食观测,地面上最长的全食体验不过 7 分 4 秒,但 1973 年的一次超音速飞行,却把这个纪录足足拉长了 10 倍。当年 6 月 30 日,协和式 001 号原型机搭载着 7 名科学家,以 2 马赫的速度沿着非洲大陆追逐月球的阴影,创下了 74 分钟的日食全食观测纪录,成为航空与天文史上的一段传奇。

这场壮举的起点,要追溯到 1972 年 5 月。天文学家皮埃尔・莱纳与协和式试飞员安德烈・图尔卡特一拍即合,提出了 “乘超音速飞机观测日食” 的大胆构想 —— 毕竟地面观测受全食带狭窄、移动速度快的限制,而超音速飞机能跟上阴影移动,延长观测时间。当年秋天,双方团队正式启动筹备工作,但飞行能否获批一直悬而未决,直到 1973 年 2 月 2 日,他们才收到 “按计划推进” 的明确答复。

为了确保万无一失,团队进行了两次关键测试:1973 年 5 月 17 日完成超音速试飞,6 月 28 日又开展了长达 2 小时 36 分的最终彩排,一切就绪后,正式飞行的大幕拉开。

参与此次历史性飞行的,是来自英、法、美三国的 7 位顶尖科学家,他们分别来自洛斯阿拉莫斯国家实验室、法国国家科学研究中心、玛丽女王大学等知名机构。此行的科研目标十分清晰:从 5.5 万英尺的高空(避开大部分地球大气层干扰),研究太阳的日冕(外层大气)、色球层(光球层之上的第二层大气),测量太阳光强度的脉动,同时探索日食对地球大气层中氧原子的影响。

而承载这一使命的协和式 001 号原型机,本身就是一件工程杰作。这架由英法联合研发(法国南方航空制造公司与英国飞机公司合作)的超音速客机,1969 年 3 月 2 日在法国图卢兹完成首飞,搭载 4 台奥林巴斯 593 发动机。“协和” 这个名字,是英国飞机公司公关经理 18 岁的儿子提议的,既体现了英法合作的条约精神,也契合法语 “concorde” 与英语 “concord” 共同的含义 —— 和谐、联合与共识。为了适配日食观测,这架注册编号为 F-WTSS 的原型机还进行了专属改装:顶部加装了 4 个观测窗,窗内配备了红外相机与光学相机,方便科学家随时观测记录。

1973 年 6 月 30 日 10 时 08 分(格林威治标准时间),协和式 001 号从西班牙加那利群岛的拉斯帕尔马斯起飞。它以 2 马赫(约 1350 英里 / 小时)的速度攀升至 5.5 万英尺高空,在毛里塔尼亚上空精准对接上月球的阴影 —— 这条宽 156 英里、移动速度达 1500 英里 / 小时的全食带,正是此次飞行的追逐目标。

接下来的 74 分钟里,飞机沿着北回归线穿越非洲大陆,途经马里、尼日利亚、尼日尔等国,始终保持在全食带内。更令人惊叹的是,它抵达预定观测起点的时间,与计划仅相差 1 秒。科学家们全程见证了日食的 “初亏”(月球开始遮挡太阳)与 “复圆”(日食即将结束),还捕捉到了地面观测中难得一见的 “贝利珠” 与 “钻石环效应”—— 月球表面崎岖的地形让少量太阳光透出,形成璀璨夺目的视觉奇观。

不过,这场备受媒体关注的飞行,科研成果却不尽如人意。尽管科学家们完成了 F 日冕(日冕外层,由尘埃粒子构成)研究、色球层红外辐射观测、光强度脉动测量等多项实验,但最终并未取得任何重大突破性成果,飞行本身的话题度远远盖过了科研尝试。

即便如此,1973 年的这次日食飞行仍留下了深远的影响。此后虽有多次飞机追日食的尝试,却再也没能复制其纪录:1999 年 8 月 11 日,3 架协和式飞机(2 架从英国出发,1 架从法国出发)再次尝试,票价高达 2400 美元 / 人,却仅观测到 4-5 分钟全食,且因未加装额外观测窗,视野受限;后续的非超音速航班尝试,票价更高,观测效果却始终不及 1973 年的那次飞行。

如今,协和式 001 号原型机(F-WTSS)已永久陈列于法国航空航天博物馆,它静静矗立在巴黎北郊勒布尔热机场东南侧,身上仍保留着 1973 年日食观测任务的专属涂装,顶部的 4 个特殊观测窗也原样展示,无声诉说着那段用超音速追逐日食的传奇往事。