最靠近太陽的人造衛星「帕克」如何與太陽親密接觸？

北京時間7月31日消息，據國外媒體報道， 2018年8月4日，美國航空航天局（NASA）的帕克太陽探測器（Parker Solar Probe）將開始為期7年的旅程，它的任務是探測太陽的能量，以更好地保護人類和航空器免受其潛在的致命影響。

NASA稱，這將是有史以來最靠近太陽的人造衛星，其最引人注目的里程碑時刻將是「觸摸太陽」。

考慮到太陽是一團極為熾熱的氣體，沒有固體表面，那麼「觸摸太陽」意味著什麼呢？

在發射之後，帕克探測器將穿過太陽大氣層的最外層——日冕，此處的溫度高達200萬攝氏度。更加奇怪的是，日冕溫度其實比光球（photosphere）高300倍，後者是太陽大氣最內側的部分，也是耀斑和黑子形成的地方。造成這一現象的原因依然是個謎，這也是帕克探測器希望解答的問題。隨著日冕以帶電粒子流的形式——稱為太陽風——向太空拋散，這些高溫氣體也逐漸冷卻。

由於極端的高溫，觀測太陽的航天器難以在足夠近的距離觀測日冕活動的完整圖景。裝備有特製防護盾的帕克太陽探測器將到達距離太陽光球僅640萬公里的位置，進行近距離觀測。這一距離比水星和太陽的距離（約為9300萬公里）近了14倍。而且，它將是有史以來最靠近太陽的人造物體，本質上將「觸摸到太陽」。

帕克探測器任務研究科學家埃里克·克里斯蒂安（Eric Christian）說：「帕克將是第一次我們有機會距離太陽足夠近，以觀察那裡正在發生的活動，包括日冕在哪裡升溫，太陽風在哪裡加速等。」

帕克探測器的主要科學目標是了解太陽風如何加速，以及日冕極端高溫的原因。這些都是很重要的科學和太空探測問題。太陽會周期性地產生耀斑，並伴隨著日冕物質拋射事件，此時太陽表面會釋放大量物質和電磁輻射進入太空，危險的帶電粒子可能會在整個太陽系產生影響。

據NASA介紹，帕克探測器使用的是輕量型的隔熱罩，厚度為11.4厘米的碳泡沫芯有97%為空氣。隔熱罩周圍是兩片過熱的碳-碳複合材料。最靠近太陽的一側噴塗了能反射太陽輻射的材料，使探測器儘可能地保持低溫。

由於帕克探測器與太陽的距離太近，以至於無法直接拍攝太陽活動，否則將造成探測器損壞。因此，在帕克探測器分析太陽活動的同時，NASA將利用其他太陽探測器拍攝太陽的狀態。太陽動力學天文台（Solar Dynamics Observatory）和「太陽和太陽圈探測器」（Solar and Heliospheric Observatory）已經在距離相對較遠的位置進行對太陽的常規觀測，監控太陽黑子、耀斑和其他活動的情況。在帕克探測器接近太陽的時候，它們也會繼續這些工作。

帕克探測器對太陽的近距離探測將在發射4個月後開始。首先，它將對金星進行一次快速飛掠。克里斯蒂安表示，由於帕克探測器是設計用來採集帶電粒子的，因此不太可能對金星進行觀測，而且金星也不具備很強的磁場。在這次飛掠之後，帕克探測器與太陽的距離將縮短到2700萬公里，並自動採集觀測數據，於第二年將結果緩慢發送回地球。

為什麼會出現延遲？原因在於太陽是非常強大的無線電波來源，會干擾帕克探測器的通訊。儘管探測器很靠近太陽（從地球的角度看），但NASA會避免與其聯繫，以確保指令不會發生混亂。事實上，NASA已經習慣了這種操作，比如在火星非常靠近太陽時（從地球的角度看），他們就暫停了與火星表面上幾台探測車的通訊。

克里斯蒂安表示，他已經迫不及待地想要看帕克探測器帶來的最新太陽觀測結果。相比地面的天氣預報，對太陽活動的預報「要落後得太多……我們無法預報太陽何時會產生這些風暴，」克里斯蒂安說道。隨著數據的增多，科學家或許有朝一日能像了解地球天氣變化一樣了解「太陽氣象」。

稿源：新浪科技

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