“帕克”太阳探测器“触摸”太阳

一切都生长在太阳上，但太阳是我们“最熟悉的陌生人”。关于人类赖以生存的火球，仍然有太多我们不了解的问题。

8月12日，美国“帕克”号太阳能探测器从佛罗里达出发，开始了人类历史上第一次近距离“触摸”太阳的日常旅程。那么，它是如何接近太阳的呢？什么是“反烘焙”技巧？它会带来什么新发现？

最近最快的第一个“触摸太阳”

首先，从“帕克”本身来看，这个探测器重约635公斤，大小相当于一辆汽车。美国宇航局指出，探测器“相对较轻”，因为它需要巨大的能量才能接近太阳。帕克使用世界上最强大的火箭之一德尔塔4来发射，使用的能量是去火星的55倍，是去太阳系边缘冥王星的两倍。

最后一天，“帕克”将飞得越来越快，打破人造物体的速度记录——当它离太阳最近时，它能在一小时内飞行70万公里。以这个速度，从华盛顿飞到北京只需要一分钟。然而，为了接近太阳，人们还必须借助地球的重力踩下“刹车”来减速。这颗行星是金星。帕克将飞近金星七次，利用其重力调整轨道并降低速度，从而逐渐接近太阳。

根据计划，“帕克”将在9月底第一次经过金星，然后在11月第一次到达近日点。美国宇航局表示，此时“帕克”号距太阳只有36个太阳半径，大约2500万公里，实际上已经成为历史上离太阳最近的航天器。

“帕克”计划工作7年，在此期间它将绕太阳24圈，最终飞到离太阳表面约610万公里的最近点，距离不到10个太阳半径。这意味着探测器进入了冠状层。日冕是太阳大气层的最外层，在那里带电粒子被加速到超音速并飞离太阳，形成太阳风，可能会伤害地球。

构成太阳风的带电粒子与太阳表面相隔一段距离，这段距离的上边界称为“阿尔芬点”。“阿尔芬点”是距离太阳表面数十倍的太阳半径。以前没有航天器能够直接观察“阿尔芬点”下的情况。“帕克”项目的科学家、亚利桑那大学的助理教授克里斯托弗·克莱因(Christopher Klein)在一份声明中说:“如果“帕克”进入“阿尔芬点”之下，我们可以说它进入了太阳的大气层并“接触”了太阳。”

此前，最接近太阳的人类探测器是由德国和美国联合开发的阿波罗2号。1976年，它飞到离太阳表面4300万公里的地方，这大约是计划中的“帕克”和太阳表面之间最近距离的7倍。

不怕酷热的温度。

太阳的表面温度约为6000摄氏度，而位于太阳大气层最外层的日冕温度可达几百万摄氏度。帕克如何能在不被灼伤的情况下抵挡太阳的火焰？

美国国家航空航天局表示，尽管日冕温度高得惊人，但对航天器的影响实际上并不像预期的那样大，因为物质密度低，导热粒子稀缺，这就像在热烘箱中牵手的时间比在热水中长。根据他们的计算，当帕克进入日冕时，面向太阳的一侧只会被加热到大约1400摄氏度，尽管这个温度足以熔化铁。

更重要的是，“派克”的向阳面安装了一个厚约11.4厘米的隔热罩，由轻质碳复合泡沫制成，并涂有白色陶瓷漆，可以反射尽可能多的阳光，并将探测器内部的工作环境保持在30摄氏度左右。几十年前，美国国家航空航天局有一个探测日冕的计划，但是直到最近材料科学的进步，这种隔热罩才被开发出来，计划才得以实际实施。

“帕克”探测器上还有一些设备没有隐藏在隔热罩后面。其中一个是一个叫做“法拉第杯”的传感器，用来测量太阳风中离子和电子的相关数据。法拉第杯由熔点为2349摄氏度的钼合金制成，而为其产生电场的芯片由熔点为3422摄氏度的钨制成。

此外，设计者用金属铌制作电线，并用蓝宝石晶体管绝缘，以防止电线被烘烤。

“帕克”探测器上也有几种高温保护机制。例如，研究人员在隔热罩的边缘安装了多个传感器。一旦传感器检测到阳光，它将通知*计算机，“帕克”探测器将自动纠正姿势，以确保内部仪器的安全。

解决谜题的四种主要工具

对太阳的艰苦探索不仅仅是为了实现“奔向太阳”的梦想。人们对太阳仍然知之甚少。一个主要的未知领域是太阳活动，如日冕物质抛射和太阳风的形成。例如，科学家还不知道太阳风中的粒子如何获得加速度。此外，日冕温度比太阳表面高得多，这也是一个谜。

为了回答这些问题，“帕克”探测器配备了四个主要仪器，即用于测量电晕电场和磁场的场，用于记录太阳风中粒子速度、密度和温度等数据的Sweap，用于直接拍摄日冕照片的Wispr，以及用于测量粒子能量和类型的Isis。

美国宇航局表示，“帕克”探测器将在日冕层进行近距离观察，希望“彻底改变对太阳的认识”。同时，该任务还将增进对其他恒星的了解，并有助于更准确地预测重大空间天气事件，从而更好地保护人造卫星、宇航员、地球电网和飞机等。

“帕克”探测器是以美国物理学家尤金·帕克的名字命名的，他提出了太阳风的存在。看着“帕克”升入天空，这位91岁的老人在美国宇航局的直播电视上说:“我想说，哇，我们开始了，我们将在未来几年学到一些新东西。”