飛向太陽的探測器，不怕被烤焦嗎？

如果我們有機會靠近太陽，甚至去「觸摸」太陽，將是怎樣一種「讓人沸騰」的體驗呢？北京時間2018年8月11日15時33分，一位勇士——帕克號探測器啟程去感受來自太陽的炙烤。

飛往太陽的探測器——帕克號。圖片來源：NASA

去吧，帕克號！

帕克號探測器是NASA（美國國家航空航天局）第一次使用在世的人物命名的探測器。它來源於一位長壽的天體物理學家尤金·帕克（Eugene Parker, 1927-）。

尤金·帕克提出了超音速太陽風理論，並預測出了帕克螺旋形的太陽磁場，對太陽、太陽風和太陽能量的理論做出了傑出貢獻。圖片來源：Janandd/Wikipedia

為了能夠順利「觸吻」太陽，帕克需要放慢速度，藉助金星的引力，減速進入環繞太陽更近的軌道。帕克號的一生中將進行7次金星飛掠，用引力彈弓的方式降低自己的速度和軌道。為了達成「史上最靠近太陽」的成就，工程師們選用了項目成立時美國運載能力最強的德爾塔4重型火箭來實現足夠的減速。（點擊回顧：最強彈弓，射穿半個太陽系！）

引力彈弓又稱重力助推，利用行星或其他天體（灰色大球）的相對運動和引力改變飛行器（藍色小球）的軌道和速度（該圖示意減速過程）。圖片來源：Y tambe/Wikipedia

當最靠近太陽的時候，帕克號將成為有史以來速度最快的人造設備，預計其近日點時最快的速度將高達200km/s，相當於只用一秒鐘就可以從上海抵達杭州。

帕克號飛向太陽的軌道（紅色），藍色為地球、金星、實行的軌道。圖片來源：NASA

這一次的帕克號，離太陽表面最近的距離將減小到620萬千米，是地球距離太陽最近距離的1/21，甚至已經進入了太陽的最外層——日冕層的高度了。

帕克號會被烤焦嗎？

想和太陽「親密接觸」可不是件容易的事兒。 帕克號的「探日之旅」需要面對兩個前所未有的巨大挑戰。

帕克號「輕觸」太陽的假想圖。圖片來源：NASA

首先是溫度的考驗。根據科學家們的事前推算和估計，在近日點的時候，探測器朝向太陽一側的外表面的溫度最高可達1400℃，即便像鋼和銅這些金屬在這一溫度下都會變得和水一樣柔弱。如何散熱和隔熱，是帕克號面臨的頭等考驗。

帕克號所需要面對的是1400℃的炙烤。圖片來源：pixabay

為了保護帕克號，科學家們在它朝向太陽的一側使用了厚達11.4cm的碳基複合隔熱材料，還使用了加壓的高純凈水進行冷卻降溫。為防止帕克號被「烤熟」，它並不會長期待在特別接近太陽的位置，而是定期繞到大約在金星軌道的位置。

其次是來自太陽的各類輻射。太陽的日冕層無時不刻都在「刮著」帶著高輻射的太陽風。帕克號將深入太陽風的發源地探訪太陽風的秘密，同時也將經受比之前所有的探測器更高能的輻射考驗。

因為有地球磁場的保護，大多數吹向地球的太陽風或者其他高能粒子都被地球磁場帶歪了，很難到達地面。一些跑偏的高能粒子會和高層大氣層摩擦，製造出奇幻絢爛的極光。圖片來源：NASA

而帕克號卻將會直接暴露在日冕層高能的太陽風之中，那裡的輻射將有可能會對探測器的電路造成不可逆轉的損壞。太陽還會時不時「鬧情緒」，產生日珥、太陽耀斑、日冕物質拋射等多種劇烈的能量爆發，這些爆發會在極短時間內釋放巨大的能量，產生比平時更劇烈的太陽風。

科學家們為此給帕克號使用了耐輻射等級更高的晶元，但它仍將面臨巨大的挑戰。

全副武裝的帕克號探測器。圖片來源：NASA

不折不扣的「追風少年」

長期以來，人們只能遠遠地觀察太陽上的活動。由於受限於過於遙遠的距離，太陽日冕層的磁場分布，太陽風加速的方式等很多信息都無法獲知，困擾了科學家們多年。

帕克號就此挺身而出擔此重任，前往難以接近的日冕層，幫助我們揭開更多「太陽未解之謎」。「帕克」號此行懷抱四個「追風夢」：

1.探索太陽風源頭磁場的結構和動力學；

2. 跟蹤加熱日冕和加速太陽風的能量源；

3. 探索太陽風高能粒子加速和「起風」的方式；

4. 探索太陽附近的等離子體灰塵現象及其對太陽風和高能粒子形成的影響。

太陽風作用下的地球磁場想像圖。圖片來源:NASA

這些目標中有一個非常重合的目標，那就是探測太陽風。太陽風起源於「帕克」號將要抵臨的日冕層，追隨太陽風的腳步，沿著起風的方向，一路回溯源頭，宛如一個追風的少年。

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