NASA發射太陽探測器亮點前瞻： 有關太陽的謎團全靠它了

原標題：NASA發射太陽探測器亮點前瞻： 有關太陽的謎團全靠它了

騰訊科技訊 8月10日據國外媒體報道，NASA（美國國家航空航天管理局）的管理人員剛剛批准了一項耗資15億美元的「帕克太陽探測器」計劃，該計劃定於本周六早上發射升空，執行一項大膽的「近距離接觸太陽」任務。據悉，這架太陽探測器將不斷的飛越太陽大氣日冕層，找出太陽日冕層的活動規律和原理，解釋為何太陽表面能達到數百萬度的原因，幫助科學家預測太陽風暴等天體災害。

另外，帕克太陽探測器還將繪製出強大的太陽磁場以及帶電粒子洪流分布圖。這些粒子在爆炸發生的時候被不斷炸到太空中，能夠幫助科研人員弄清這種粒子加速以及極端加速的原理。

NASA的目標是理解以及更好的預測「太陽風」現象，以及它為何會在地球上呈現出類似極光的效果，同時偶爾還會對電網和衛星造成嚴重的破壞。

「這種現象對我們有直接的影響，並且大部分是負面的。在我們的空間里，擾亂我們的通信設施、干擾宇宙飛船、創造了一個危險的環境，甚至在最極端的情況下能夠影響地球的電網使用。」美國宇航局太陽物理研究所科學部門副主任Alex Young表示。

「因此我們能夠預測這種太空天氣，就像我們預測地球的天氣一樣，這對人類來說很重要。」

至於太陽的日冕層，我們在日全食的時候所看到熾熱光暈現象，科學家們也希望通過帕克太陽探測器來解答這個問題。

Young表示：「我們已經習慣了這樣的感受，當我們站得離火源太近時，就會想辦法遠離，這樣溫度才能降低。但這樣的事情不會發生在太陽身上，當環境從太陽表面的溫度上升到1萬度，再上升到日冕層的溫度，很快就會發現周圍的溫度已經達到了數百萬度。」

「所以這是一個基本的問題，不僅驅動著我們對太陽的研究熱情，也關於對宇宙中所有恆星的研究。因此我們這次要通過發射太陽探測器解決三個基本問題：太陽風的速度、太陽風暴現象的原理以及日冕層的溫度為什麼這麼高。」

約翰霍普金斯大學應用物理實驗室的帕克太陽探測器項目科學家Nicola Fox表示，太陽探測器是迄今為止「最酷也最熱的任務」。

「在你真正近距離接觸太陽之前，誰都無法真正回答這些問題。」她說。「為什麼日冕層比太陽表面溫度更高？這樣的現象違背自然法則。就像水往高處流一樣，這樣的事情在我們的常規認知中是不應該發生的事情。為什麼在這個領域，太陽的大氣層突然如此充滿能量，甚至可以擺脫太陽的控制，讓所有的行星都沐浴在自己的光芒之下？這些問題，我們現在無法回答。」

但帕克太陽探測器，就是為此而生。

本周六，也就是美國東部時間凌晨3點33分（GMT-4），即北京時間15點33分，帕克太陽探測器會從卡納維拉爾角空軍基地的第37號發射台升空，根據天氣預報來看，正常發射的概率為70%.

本次發射將使用推力極其強大的Delta 4重型發射器發射，這也是從2004年以來的第10次發射。它使用了Northurp公司的固態燃料，能夠將帕克太陽探測器從地球18英里/秒的繞太陽軌道中釋放出來，並且在7次重力協助下，執行這次為期七年的任務。

「在飛越金星的過程中，可以幫助帕克太陽探測器重新進入軌道，最終使其飛進某個橢圓軌道，到達距離可見太陽表面380萬英里的地方，這個點位於金星軌道的制高點。」

從這個角度來看，如果將地球和太陽比作一個橄欖球場的兩端，那麼帕克探測器的位置相當於距離太陽最近的「四碼線」上，和太陽距離最近。

除了是第一個飛離恆星的航天器之外，帕克探測器也是速度最快的一個，它會以每小時43萬英里的速度穿越太陽外日冕層。這個速度是什麼概念，相當於從華盛頓起飛，不到1分鐘的時間裡就能到達東京。

這些極端的情況要在帕克探測器到達軌道之後才會出現，而帕克探測器會在繞太陽飛行期間收集所有的數據，並且在發射三個月之後首次與太陽近距離進行接觸。

「在我們第一次飛越太陽的時候，距離太陽表面有1500多萬英里，」Fox表示。「而這個距離已經是之前最近距離的三分之一。宇宙飛船會在同一區域停留很多天，並且在第一次飛越時進行一些科學探索。」

當日冕層在數百萬度的環境下燃燒時，會形成一種非常脆弱的環境，而傳送到宇宙飛船的熱量也會少得多。即便如此，在最接近日冕層的時候，帕克探測器所擁有四英寸厚、160磅重的碳複合隔熱罩依然會受到大約2500華氏度的考驗，這個溫度比流動的岩漿還要高。

在隔熱罩的另一側，是帕克探測器攜帶的四種主要儀器，所有關於飛行和其它關鍵系統部分的計算都在這裡進行，而內部的溫度大致會保持在相對涼爽的85華氏度左右。它配備的水冷太陽能電池板可以在隔熱罩背面回收能量，並且僅僅只是那些暴露在陽光下的光線和能量。

「打個比方，相當於我們將手放到了烤箱裡面，但只要不接觸到任何一個表面，就不會被灼傷。」Fox說。「日冕本身是一種非常最弱的等離子體。想想那些撞擊隔熱罩並將熱量儲存起來的粒子數量，整個探測器會被加熱到2500華氏度。我要再次強調，不要觸碰『烤箱』的四周，周圍都是300萬度的等離子體。」

此次發射的探測器，以尤金-帕克（Eugene Parker）命名，他是一位來自於芝加哥大學的科學家，在1958年首次提出了「太陽風」的存在。現年91歲的帕克是唯一一個擁有太空飛船命名的在世科學家，此次發射他也會來到佛羅里達海岸，見證這個以他名字命名的太陽探測器發射。

Fox在最近的一次新聞發布會上表示：「由於這是一項未知領域的探索任務，因此我們必須做好出現意外的準備，包括我們從未想像過、也從未遇到過的事情。高溫，特別是太陽耀斑和高頻活動的時候，誰都無法預料究竟會發生什麼。」

帕克太陽探測器攜帶了四種儀器，通過這些儀器可以繪製出太陽的電場和磁場圖，測量恆星大氣層中的波浪和渦流，幫助科學家更好的了解磁場線的爆炸、斷裂以及重新排列過程。

帕克太陽探測器還配備了超廣角成像儀，在航天器進入到日冕層之前，可以對日冕的尺度結構進行拍照，幫助科學家研究日冕物質的拋射、噴射以及其它現象。

關於太陽風電子阿爾法粒子和質子的調查，會通過兩種儀器來測量它們的速度、密度和溫度。最後，對太陽的綜合科學研究還要依賴於兩種儀器測量粒子的能量，揭示它們的起源以及加速的原理。

Fox表示：「科學具有開創性的精神，並且要令人信服。這已經讓很多科學家們感到困惑，甚至已經困惑了幾十年。現在我們要通過這個任務，解開這些困惑。」（編譯/音希）

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