为什么美国宇航局想要“触摸太阳”

太阳，太阳系的核心，地球生命最重要的能源来源，迎来了一位访客。

美国宇航局的帕克太阳探测器一直在研究太阳，比以往任何时候都飞得更近，每次都有令人难以置信的新发现。最近的一次访问，美国宇航局的科学家在几篇刚刚发表在《自然》杂志上的论文这项研究揭示了太阳风在其诞生地从未见过的特征，这些信息可以帮助我们理解为什么太阳风会如此动荡，有时还会对地球上的现代生命造成破坏。

“来自帕克的第一批数据以一种新的、令人惊讶的方式揭示了我们的恒星——太阳，”华盛顿NASA总部负责科学的副局长托马斯·祖布臣说，在NASA的一份新闻稿中说道．“近距离观察太阳，而不是从更远的距离观察太阳，让我们对重要的太阳现象以及它们如何影响地球上的我们有了前所未有的认识，并为我们提供了与理解星系中活跃恒星相关的新见解。”这只是太阳物理学一个令人难以置信的激动人心的时刻的开始，帕克是新发现的先锋。”

探测器测量了来自太阳赤道附近日冕上一个小孔的部分太阳风，还发现，随着太阳风的流出，部分太阳风会以高速尖峰或“异常波”的形式爆发，密歇根大学安娜堡分校(University of Michigan in Ann Arbor)的太空科学家贾斯汀·卡斯珀(Justin Kasper)这样描述它们。你可以在下面的视频中了解更多关于新发现的信息。

为什么这次任务很重要

该探测器在2018年10月实现了一个里程碑，成为离太阳最近的人造物体。此前的纪录是由德国-美国组合保持的。太阳神2号卫星，距离太阳2655万英里。在接下来的几年里，探测器将更接近太阳，最近的距离是383万英里。

在那一年的11月，探测器通过太阳的外层大气，日冕完成了第一次与太阳相遇的阶段。2019年9月，探测器完成了第三次近距离接近太阳，称为近日点。在近日点时，飞船距离太阳表面约1500万英里，时速超过213200英里。最近的访问，加上帕克团队从以前的任务中学到的东西，刺激了新论文的发表。

约翰霍普金斯大学应用物理实验室的帕克太阳探测器项目科学家Nour Raouafi说:“帕克太阳探测器为我们提供了理解困扰我们几十年的太阳现象所必需的测量数据。”“为了建立联系，需要对日冕和年轻太阳风进行局部采样，帕克太阳探测器正在做这件事。”

该探测器是以天体物理学家尤金·帕克(Eugene Parker)的名字命名的。帕克是芝加哥大学天文学和天体物理系的S.钱德拉塞卡杰出服务荣誉教授，他发现了现在被称为太阳风的现象。

“帕克太阳探测器是我们迄今为止最具挑战性的任务之一，”美国宇航局发射主任奥马尔·贝兹在2018年8月发射后说。“我为实现这一目标的团队感到非常自豪。我们NASA和发射服务计划都很高兴能参与这项任务。”

“太阳探测器将前往一个以前从未被探索过的空间区域，”帕克在早些时候的声明中说．“我们终于能看到它了，这非常令人兴奋。人们希望对太阳风中发生的事情有更详细的测量。我相信会有一些惊喜。总会有的。”

这是美国宇航局第一次以活人的名字命名任务，这是帕克大量工作的证明。

“该航天器被放置在距离太阳表面400万英里的轨道上，与历史上任何航天器不同，它将面临热量和辐射，探索太阳的外层大气层，并进行关键的观测，以回答几十年来关于恒星如何工作的物理学问题。”NASA在2017年的一份声明中说道．“由此产生的数据将改善对影响地球生命、卫星和太空宇航员的主要太空天气事件的预测。”

不像希腊传说中的伊卡洛斯，当他飞得离太阳太近时，他的翅膀就融化了，美国宇航局的新宇宙飞船准备好了。为了保护它的仪器不受接近2600华氏度(1426摄氏度)的温度的影响，帕克太阳探测器(最初被命名为太阳探测器Plus)的特点是一个8英尺宽，4.5英寸厚的碳复合泡沫屏蔽，称为热保护系统(TPS)。

与传统装甲不同，TPS的重量只有160磅，内部结构中97%是空气。其设计背后的工程是如此高效，以至于那些被保护在阴凉处的组件将令人惊讶地只经历室温。去年晚些时候，为了测试，NASA在六月份安装了防护罩。

就像卡西尼号宇宙飞船向土星的一系列更近距离俯冲一样，该探测器将利用金星的重复重力辅助与太阳进行不少于24次的近距离接触。下一次相遇预计将在2020年1月。它最危险的一次穿越太阳外层大气的俯冲预计将在2024年发生，届时它将在距离太阳表面仅380万英里的地方经过太阳表面。相比之下，美国宇航局最接近太阳的一次是1976年的太阳神2号宇宙飞船，距离太阳2700万英里。

届时，帕克太阳探测器将创造历史，成为有史以来速度最快的人造物体。它离太阳最近的距离将使飞船以每小时45万英里的破纪录速度飞行。美国宇航局补充说:“这个速度足以在一秒钟内从费城到达华盛顿特区。”

揭露太阳的秘密

除了将宇宙飞船送入未知的、炙热的恒星上空，美国宇航局还有一系列的科学目标要完成。其中包括对太阳温度差异巨大(即大气温度范围为350万华氏度，而表面温度“仅”为1万华氏度)背后原因的研究，以及影响地球和太阳系的太阳风和高能粒子背后的力量。

“太阳和太阳风有几个主要的谜团，”SPP项目科学家尼古拉·福克斯告诉Vice。“一个是日冕——你在日食期间看到的太阳周围的大气——实际上比太阳表面更热。所以，这违反了物理定律。这不应该发生。”

美国宇航局的研究人员希望，从这次任务中获得的数据不仅能让人们更好地了解像太阳这样的恒星是如何工作的，而且还能提供答案，更好地抵御潜在的灾难性太阳风暴。

“如果今天发生大规模的太阳风暴，我们现代世界所依赖的许多系统——我们的电信、GPS、卫星和电网——可能会中断很长一段时间，”史密森天体物理天文台的首席研究员贾斯汀·c·卡斯珀说。告诉大众机械．“太阳探测器Plus将帮助我们预测和管理空间天气对社会的影响。”