自億萬(wàn)年前第一個(gè)感光細(xì)胞進(jìn)化出來(lái)，太陽(yáng)便與地球生物緊密聯(lián)系在一起。去太陽(yáng)旅行的幻想故事問(wèn)世甚早，從古希臘被譽(yù)為科幻雛形的“伊卡洛斯制造人工翅膀飛向太陽(yáng)”，到新中國(guó)第一部科幻小說(shuō)《夢(mèng)游太陽(yáng)系》，都有這樣的情節(jié)。

但現(xiàn)實(shí)中，去太陽(yáng)旅行是一件極難的事情——到底難在哪兒呢？

怎么去

第一個(gè)難題是怎么去。太陽(yáng)離我們約1 . 5 億千米，看著遠(yuǎn)得嚇人，但對(duì)現(xiàn)有宇航技術(shù)來(lái)說(shuō)，這點(diǎn)兒路程本身并不難。況且太陽(yáng)系中的物體都受到太陽(yáng)的強(qiáng)大引力，哪怕飛船沒(méi)有初始動(dòng)力，只要能擺脫地球的引力束縛，“ 掉”也“ 掉”得到太陽(yáng)上去了。

問(wèn)題的關(guān)鍵在“剎車”。飛離地球的飛船，如果不進(jìn)行任何操作，會(huì)在地球軌道上繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)。為了靠近太陽(yáng)，要先剎住原本就有的公轉(zhuǎn)速度，讓飛船得以開始向太陽(yáng)“墜落”，并在其墜落得越來(lái)越快時(shí)，還能進(jìn)一步剎住速度，免得真“掉”進(jìn)太陽(yáng)。由此算下來(lái)，抵達(dá)太陽(yáng)所消耗的能量將十分驚人，超過(guò)同樣一艘飛船抵達(dá)火星所需能量的50 倍。

飛船攜帶如此多能量上天顯然不現(xiàn)實(shí)，科學(xué)家們想到了一個(gè)巧妙的方法。去往遙遠(yuǎn)行星時(shí)，以特定的軌道巧妙借助沿途星球引力，可以對(duì)飛船進(jìn)行加速，這種方法被形象地稱為“引力彈弓”。比如“卡西尼號(hào)”探測(cè)器就是利用引力彈弓去往土星。反向利用引力彈弓，是不是就能為飛船減速了呢？答案是肯定的。2018年發(fā)射的“帕克號(hào)”太陽(yáng)探測(cè)器就計(jì)劃7次利用金星進(jìn)行減速，于2025年抵達(dá)最終的預(yù)定軌道。雖然耗時(shí)7年，但相比節(jié)省下的燃料，一切等待都是值得的——旅行該“ 怎么去”的問(wèn)題在人類現(xiàn)有的能力范圍內(nèi)得到了還算完滿的解決。

怎么待

第二個(gè)難題是怎么在太陽(yáng)附近待得住。太陽(yáng)表面溫度很高，有接近6000℃。但相比外層上百萬(wàn)攝氏度的日冕，就是小巫見(jiàn)大巫了——這一神秘高溫的成因至今仍是個(gè)謎。在劉慈欣的《全頻帶阻塞干擾》中，世界上僅有一艘飛船具備在日冕中長(zhǎng)期航行的能力。面對(duì)如此強(qiáng)悍的日冕高溫，科幻小說(shuō)也難得地保守了起來(lái)。水星軌道半徑約為5800萬(wàn)千米，其被炙烤的表面尚且超過(guò)400℃，作為人類文明迄今為止唯一一艘有能力進(jìn)入日冕的探測(cè)器，“ 帕克號(hào)”在近日點(diǎn)時(shí)與太陽(yáng)的距離僅為水星與太陽(yáng)距離的九分之一，它所面臨的嚴(yán)峻“ 烤”驗(yàn)可見(jiàn)一斑。

為了能安全地待在太陽(yáng)附近，飛船需要全副武裝。以“帕克號(hào)”為例，它配備了由碳復(fù)合材料板構(gòu)成的隔熱護(hù)盾，厚度約11 . 5 厘米，護(hù)盾外表面還有白色的陶瓷涂層，能承受1400℃的高溫。在“ 帕克號(hào)”運(yùn)行的過(guò)程中，這塊代表著人類隔熱技術(shù)巔峰的護(hù)盾借助高精度姿態(tài)控制技術(shù)，始終直面太陽(yáng)，再加上內(nèi)部的水冷循環(huán)系統(tǒng)，可以保護(hù)飛行器本體的溫度在30℃以下。甚至在距離太陽(yáng)特別近時(shí)，太陽(yáng)能電池板還可以收縮到護(hù)盾背后，避免被高溫灼燒。同時(shí)，“帕克號(hào)”選擇了較為細(xì)長(zhǎng)的運(yùn)行軌道，期間有足夠的時(shí)間稍微遠(yuǎn)離太陽(yáng)，從灼熱中脫身來(lái)“ 緩一緩”。

到達(dá)近日點(diǎn)時(shí)，“帕克號(hào)”實(shí)際上已經(jīng)進(jìn)入了日冕內(nèi)部。幸運(yùn)的是，日冕本身異常稀薄，其高溫是從粒子運(yùn)動(dòng)速度推算而來(lái)，并非實(shí)際的“體感”溫度，對(duì)“帕克號(hào)”影響有限。再加上“帕克號(hào)”以將近600倍音速的恐怖速度飛馳而過(guò)，在近日點(diǎn)停留時(shí)間很短，也就能從日冕全身而退了——?jiǎng)偤脕?lái)得及拍幾張炫酷的旅行照片。

怎么回

第三個(gè)難題是返程，這是目前尚未解決的。如果是一去不返的探測(cè)器，“ 能去”“ 能待”就算成功完成了任務(wù)。但倘若還需返程，比如收集了一些日冕中的粒子想帶回地球進(jìn)行研究，甚或是載人飛船，就不能只是張普通的單程票了。

返程意味著需要更多燃料。飛船顯然無(wú)法攜帶太多常規(guī)燃料，我們可以設(shè)想一些特別的方法“以時(shí)間換燃料”：通過(guò)延長(zhǎng)飛船的旅行時(shí)間，讓有限的動(dòng)力有充足的時(shí)間發(fā)揮作用。借助磁場(chǎng)收集飛船附近的帶電粒子，再將其集中噴射出來(lái)，能夠提供一定的動(dòng)力；以光的壓力作為主要推動(dòng)力的太陽(yáng)帆此處正是用武之地，但這也對(duì)太陽(yáng)帆制作材料的堅(jiān)韌和耐高溫性提出了更高的要求；還有前文提到的引力彈弓。

或者換一種思路，不只借助飛船自身的力量，還可以在去往太陽(yáng)的途中設(shè)置專門的燃料補(bǔ)給飛船，中途接力“加油”；也可以將飛船上待回收的載荷以相對(duì)高的速度單獨(dú)發(fā)射出來(lái)，另派飛船高速飛掠將其“撈起”；或者預(yù)估路線，降落在路過(guò)的小行星或彗星上，搭個(gè)便車回到地球附近。所有的方法都可以疊加在一起使用，只為回到這顆涼爽的藍(lán)色星球。

未知的疆界面前，人類從未止步。距離去往太陽(yáng)的旅行只有一步之遙，但注定不是坦途。期待那一天早日到來(lái)！

[ 責(zé)任編輯：楊競(jìng)]