人類新突破！帕克號探測器將在史無前例的位置研究太陽

4個月前，NASA官網上一篇《歡迎登船，去觸碰太陽》的帖子異常火爆——人類第一顆飛入太陽的探測器帕克號即將升空，得到這張船票，我們就將與帕克號一起以70萬KM/h速度沖向太陽，成為太陽的第一批旅客。

4個月後，2018年8月4日，帕克號太陽探測器將搭乘聯合發射聯盟的德爾塔IV重型火箭升空，人類第一次有機會飛入太陽大氣層的最外層——人類從未涉足過的區域，正如項目負責人Thomas Zurbuchen所說：如果成功，這將是史無前例的一次壯舉。

太陽散發著光和熱，照耀地球，為我們帶來白天黑夜和四季交替，甚至為高緯度地區帶來夢幻般的極光場景，然而，時刻發生著核聚變反應的太陽表面實際上有著幾千度（5770K）的高溫，接近太陽意味著忍受高溫下的極端條件。但實際上，雖然帕克號真的需要在極熱條件下保證設備的正常工作，可能穿過溫度高達數百萬度的太陽附近區域並在離太陽表面650萬千米位置進行科學探測，甚至可能「觸摸」到日冕層物質，其只需要忍受1400攝氏度左右即可，理解它需要我們明晰熱量和溫度的概念：溫度用來衡量粒子的移動速度，而熱量衡量的是它們轉移的能量總量。粒子快速移動（溫度高）不意味著它們轉移的能量多，尤其在太空條件下粒子密度極低的情況。所以，帕克號的防護罩只需要忍受1400度左右的溫度。

但是！能忍受1431度溫度的材料也真的很「黑科技」了。為了達到這一個目標，NASA的科學家們做出了開創性工作：他們做出了一個三明治隔熱裝置。上下兩塊「麵包」是直徑8英尺，由過熱的碳-碳複合物組成的擋板，中間的「餡料」則是很輕的11.43CM厚的碳泡沫核心。隔熱裝置僅有160磅重，卻能承受1371度的高溫。

【中國星空攝影聯盟】的科學記者Jeff就曾前往NASA親身探秘航天器隔熱裝置的設計。詳情請見：獨家探秘NASA休斯頓總部，學習航天設計的那些事

其他的降溫措施包括：每次靠近太陽時，太陽能電池板會縮到隔熱罩的陰影中，以及一個為太陽能電池板和儀器專門設計的冷卻系統。這個冷卻系統不但能使電池板和儀器感覺不到高溫，更能使它們感覺到涼爽，真的很強大了。

對於科學探索來說，一味的逃避最艱難的條件永遠得不到最輝煌的成果。為了測量太陽風離子和電子通量以及流動角度，帕克號探測器上的一些設備將得不到防護罩防護，直面最難的挑戰。於是，「法拉第杯」誕生了。它採用熔點為2349度的合金，產生磁場所用的晶元由鎢製成（硅晶元已經被放棄了）。測試過程中，粒子加速器讓法拉第杯暴露在輻射環境下，IMAX投影儀和加速器負責模擬太陽的能量，值得一提的是，它順利通過了測試並表現超出預期。

帕克號與地球的傳輸需要經歷8分鐘的時間，這意味著如果工程師想要控制帕克號，必須在8分鐘後才能將指令傳到飛船。所以帕克號設計了自我保護系統，多個半個手機大小的感測器分布在隔熱罩陰影的邊緣，如果任一個感受到陽光，中央電腦便會收到提醒並調整帕克號方位，確保安全。

帕克號主要目的是在於研究熱量和能量如何在日冕區域流動，以及太陽風和活躍太陽粒子的加速機制。事實上，帕克號名字的由來是Eugene Parker，他是這一研究領域的先驅。50多年前，Eugene Parker首次提出了恆星如何散發和傳播能量的機制。比如說，他認為太陽散發光和熱的能力是太陽大氣中磁場，等離子體，太陽風等共同作用的結果，他的理論也很好解釋了為什麼最外面「日冕層」溫度要遠高於太陽表面溫度。現如今，帕克號將帶著人類最新的科技衝擊太陽更深處蘊含的秘密，Eugene Parker將會看著它飛向太陽，在2024年的時候向人類傳回1.5億千米外的第一批數據。對於帕克來說，這是一件幸福的事情吧。

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