萬物生長靠太陽，但對這顆人類賴以生存的大火球，我們還有太多的問題沒有弄明白。

8月12日，美國宇航局（NASA）的“帕克”太陽探測器（下稱“帕克”）從佛羅里達(dá)州發(fā)射升空，正式開啟了人類歷史上首次穿越日冕“觸摸”太陽的逐日之旅。

速度最快，距離太陽最近

“帕克”是以曾提出太陽風(fēng)存在的美國物理學(xué)家尤金·帕克的名字命名的。它重約635千克，大小如同一輛小汽車。“帕克”使用當(dāng)前世界上推力最大火箭之一“德爾塔Ⅳ”發(fā)射，所用發(fā)射能量是前往火星的55倍。

上天后，“帕克”將打破人造物體的飛行速度紀(jì)錄——在最接近太陽時(shí)，1小時(shí)就能飛70萬千米。“帕克”預(yù)定工作壽命為7年，其間將環(huán)繞太陽24圈，最終將飛至距太陽表面約610萬千米的最近點(diǎn)，只有不到10個(gè)太陽半徑的距離。這意味著探測器進(jìn)入了日冕層。日冕層是太陽大氣的最外層，在這里帶電粒子被加速到超音速并飛離太陽，形成了可能危害地球的太陽風(fēng)。

構(gòu)成太陽風(fēng)的帶電粒子與太陽表面之間相隔一段距離，這一間距的上層邊界被稱為“阿爾芬點(diǎn)”。“阿爾芬點(diǎn)”距太陽表面數(shù)十個(gè)太陽半徑，此前尚未有航天器能直接觀測“阿爾芬點(diǎn)”之下的情況?！芭量恕表?xiàng)目科學(xué)家、美國亞利桑那大學(xué)助理教授克里斯托弗·克萊因說：“如果‘帕克’進(jìn)入了‘阿爾芬點(diǎn)’之下，我們就可以說它進(jìn)入太陽大氣層并‘觸摸’到太陽了?！?/p>

酷熱高溫都不怕

太陽表面溫度約為6000℃，而日冕層可達(dá)上百萬攝氏度，因此，在靠近太陽的軌道上，真正的挑戰(zhàn)是防止航天器被燃燒殆盡。

“帕克”項(xiàng)目科學(xué)家亞當(dāng)·薩博說：“NASA數(shù)十年前就開始計(jì)劃朝太陽發(fā)送探測器，但一直缺乏保護(hù)航天器及其儀器免受高溫影響的技術(shù)。材料科學(xué)的最新進(jìn)展為我們提供了可以制造航天器隔熱罩的材料，這一隔熱板置于航天器前，不僅能耐受太陽的極端高溫，還能保持背面的涼爽?！?/p>

隔熱罩由兩塊碳纖維面板之間夾一層11.4厘米厚的碳復(fù)合泡沫材料制成。雖然面向太陽一側(cè)的溫度約達(dá)1371℃，但在隔熱罩后面，探測器的溫度保持在29℃。

“帕克”上也有設(shè)備沒有躲在隔熱罩后，其中一個(gè)是被稱為“法拉第杯”的傳感器，用來測量太陽風(fēng)中離子和電子的相關(guān)數(shù)據(jù)。“法拉第杯”使用鉬合金制成，其熔點(diǎn)高達(dá)2349℃，而為它產(chǎn)生電場的芯片由鎢制成，熔點(diǎn)高達(dá)3422℃。

▲“帕克”太陽探測器從佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角空軍基地發(fā)射升空（圖/東方IC）

四大儀器解謎題

費(fèi)盡心機(jī)探測太陽，是因?yàn)槿藗儗μ柕牧私膺€遠(yuǎn)不充分，其中一個(gè)主要的未知領(lǐng)域是日冕物質(zhì)拋射和太陽風(fēng)形成等太陽活動。比如，科學(xué)家尚不清楚太陽風(fēng)中的粒子如何獲得加速度。另外，日冕溫度為何遠(yuǎn)高于太陽表面也是個(gè)謎。

為回答這些問題，“帕克”搭載了四大儀器，分別是測量日冕電場和磁場的FIELDS，記錄太陽風(fēng)中粒子速度、密度和溫度等數(shù)據(jù)的SWEAP，直接給太陽日冕拍照的WISPR以及測量粒子能量及種類的ISIS。

NASA稱，“帕克”將在日冕層展開近距離觀測，同時(shí)，這項(xiàng)任務(wù)也將增進(jìn)對其他恒星的認(rèn)識，并有助于更準(zhǔn)確地預(yù)報(bào)重大空間天氣事件，從而更好地保護(hù)人造衛(wèi)星、宇航員以及地球上的電網(wǎng)和飛行器等。(本刊綜合)