2018飛向日冕 我們從未離太陽這麼近

模擬效果圖（來源於網路）

科學家們夢想著有朝一日能夠飛向日冕。就在上周，美國宇航局（NASA）宣布太陽探測器（SP+）任務已經進入2018年發射前的最後研發階段。

一直以來，太陽對於人類而言，既熟悉又陌生。NASA發射太陽探測器，期望它能帶回更多關於地球「母星」的重要信息，了解恆星的演化。

據了解，太陽探測器將深入太陽外層大氣，探測在那裡遇到的等離子體、磁場和波、高能粒子和塵埃。它們也對太陽探測器軌道附近以及日冕底部的偶極結構的日冕結構成像。

「防晒」決定它能不能活下來

按原定計劃，這枚探測器將在2018年7月31日於佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地由三角洲4號重型火箭攜載發射升空。

在為期6年的任務中，太陽探測器將逐漸靠近太陽，那到底有多近呢？

探測任務的設計以及金星的引力使得它到太陽表面的距離不會小於8.5個太陽半徑。在這個距離上觀測太陽，會比從地球上看到的大23倍，在這裡太陽亮度和熱量則會高出500倍。

探測器裡面的電子元件必須在一定溫度範圍內才能正常工作，果殼網主筆、天文學家虞駿在接受科技日報採訪時表示，如何做好隔熱工作，是設計面臨的難題。

面對如此高溫，太陽探測器又將如何生存呢？據了解，整個探測器將被置於一塊直徑2.7米、厚15厘米，由碳泡沫複合材料製成的「太陽擋板」之後，而這塊「擋板」面臨的是超過1400℃的高溫和強烈的輻射。

此外，強照度、輻射以及塵埃的撞擊都是需要納入考慮的。多方面的建模和創新是設計的主旋律，而平衡則成為設計的核心問題。為了不讓太陽探測器「赤膊上陣」，設計師們克服著各種挑戰。虞駿指出，軌道設計需要做一些非常細緻的規劃，安全性和成本都是需要攻克的難題。

解開太陽風「加速」謎團

太陽探測器的重要使命之一，就是揭開日冕和太陽風的奧秘。日冕的溫度是困擾科學家多年的謎團之一。太陽外部大氣層，有些地方溫度竟然超過100萬攝氏度，比太陽表面溫度還要高上數百倍。倘若你將一支溫度計伸到太陽表面，那麼它的表面溫度大約是6000攝氏度。但是，當溫度計距離太陽表面更遠時，溫度卻沒有更低。對此，科學家們一直疑慮重重。

太陽風則是困擾科學家們的第二個謎團。太陽向整個太陽系噴射太陽風，這種熾熱的帶電粒子風，時速可以達到每小時數百萬英里。但令人驚訝的是，在太陽的表面，沒有任何強風存在，可當太陽風抵達太陽系行星時，卻變成了「狂風」。

科學家懷疑，在太陽和行星之間存在一些未知因素，從而讓太陽風獲得了如此高的速度。至今，高速太陽風的成因依舊是個未解之謎。太陽探測器採用大視場成像儀（WISPR）來觀測，過去從來沒有一個探測器能夠在如此有利的位置上以這樣高的解析度觀察過太陽。當它掃描過日冕的時候，WISPR將對它進行斷層成像，不過其成像跨度只能達到90度到150度。

此外，日冕一面「沸騰」一面「冰凍」的現狀也困惑著科學家。日冕中的粒子看上去似乎是從不同的方向被加熱的。日冕中垂直於磁場方向的等離子體溫度要比沿著磁場的高出10倍或者20倍。這就好比有一桶水，從一個方向看它在沸騰，但是從另一個方向看它卻是冰凍的。

取得太陽磁場第一手資料

太陽探測器的另一項重要任務是探測磁場及太陽的其他部分，以預測下一次噴向地球的太陽耀斑將發生於什麼時候。

人們一直想弄明白為什麼太陽每11年會轉換一次磁性，從幾乎沒有太陽黑子的虛弱體轉變成會噴射太陽耀斑的怪物，隨後在再次轉換磁性之前變回虛弱體。虞駿指出，黑子、耀斑，都跟太陽的磁場活動有密不可分的關係，這次，太陽探測器能夠較近距離拿到第一手資料，對太陽及附近的環境、大氣、磁場等進行一個詳細的探測。

更準確地預測太陽活動

太陽和人類的日常生活是密切相關的，不光是給人類帶來光和熱，其實太陽的活動也可能給地球帶來影響。小到極光爆發，大到地磁暴，甚至可能導致各種各樣的災難。此外，如果太陽活動爆發太強烈的話，有可能使大氣層外不受保護的人造衛星大範圍地失效。

探測器發射後，有利於更準確地預測太陽活動，提高大氣層外空間天氣預報的精度。

如今大家出行主要是通過GPS進行導航，GPS的衛星信號也有可能受到太陽活動的影響，從而導致GPS導航出錯。虞駿說，探測器成功發射後，可能提醒你今天幾點幾分GPS會不準，開車要小心，這是對日常生活比較明顯的影響。

順路去看看金星

太陽探測器目前正由約翰—霍普金斯應用物理實驗室建造。該實驗室表示，太陽探測器附加任務是一項真正意義上的探索任務，探測器將靠近太陽，從亞音速級到超音速級觀測太陽風的速度，它還將飛越最高能太陽粒子的誕生地。

虞駿在接受科技日報採訪時說道：「為了能夠靠近太陽，飛向日冕展開科學觀測，探測器將先後7次飛越金星，藉助金星引力進行減速。儘管探測器的主要任務是探測太陽，但經過金星的時候也會順便對金星展開相應觀測，增加我們對這顆行星的了解。」

虞駿表示，當太陽探測器靠近太陽時需要抵禦超高溫度，最近時可達到590萬千米，比水星最靠近太陽時還要近7倍。這個距離大大超過了以前的所有探測器能夠接近太陽的最近距離。

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那些拜訪過太陽的前輩們

其實早在上世紀60年代後，為探索太陽的秘密，世界各國就不遺餘力發射各類太陽探測器。

如美國的軌道觀測站、國際日地探險者、太陽峰年衛星以及蘇聯的預報號、質子號、宇宙號衛星等。美德聯合研製的太陽神號探測器，在上世紀70年代中期曾抵達離太陽4000萬公里以外的地方，觀測了太陽表面及其周圍空間。1990年，美國發射了尤利克斯號太陽探測器，這個重達385公斤，用鈈核反應堆做動力的探測器4年後飛抵太陽南極並環繞飛行，第一次全方位觀測了太陽。

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