張?zhí)锟?/p>

美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）的帕克太陽(yáng)探測(cè)器于2018年8月12日凌晨3時(shí)31分，由美國(guó)聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟的Delta-4重型火箭在佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角空軍基地成功發(fā)射升空，開(kāi)始進(jìn)行為期7年的追日之旅。此次探索，將是人造航天器首次最近距離抵達(dá)太陽(yáng)的大氣層。

三大任務(wù)

為何要探索太陽(yáng)？這是所有人的疑問(wèn)。

追逐和探索太陽(yáng)不僅有千難萬(wàn)阻，而且風(fēng)險(xiǎn)特別大。帕克是一艘宇宙飛船，即航天器，造價(jià)15億美元，此次它的探訪太陽(yáng)之旅要進(jìn)入太陽(yáng)大氣層，但即便只是太陽(yáng)表面，最低溫度也達(dá)到攝氏4500度，在此條件下，無(wú)論是肉身還是鋼筋鐵骨，還未進(jìn)入太陽(yáng)大氣層，頃刻間就會(huì)化為灰燼。

所以，帕克不是觸摸太陽(yáng)，更不是去親吻太陽(yáng)，只不過(guò)是到太陽(yáng)邊上觀望，而且有7年的漫長(zhǎng)探測(cè)旅程。弄得不好，帕克也有可能被太陽(yáng)的高溫吞噬。因此，這次人類的赴約注定不會(huì)浪漫和美艷，但卻非常有意義。

與太陽(yáng)約會(huì)當(dāng)然要先了解太陽(yáng)系中這個(gè)“老大哥”的現(xiàn)狀、外貌和內(nèi)涵，更要理解八大行星與這顆當(dāng)家恒星的關(guān)系;最重要的是，要了解這顆“老大哥”恒星對(duì)地球的影響，準(zhǔn)確地說(shuō)，就是了解太陽(yáng)如何作用和影響于地球上的人類和其他生物。

今天的人們并不滿足于地球萬(wàn)物的生存只能依賴于陽(yáng)光的照耀等常識(shí)，而是希望除了知道太陽(yáng)的結(jié)構(gòu)外，還應(yīng)當(dāng)了解太陽(yáng)的活動(dòng)?，F(xiàn)在，僅有關(guān)太陽(yáng)活動(dòng)方面就有許多關(guān)注的熱點(diǎn)，例如太陽(yáng)黑子、太陽(yáng)耀斑、太陽(yáng)風(fēng)、日冕物質(zhì)拋射、太陽(yáng)磁場(chǎng)、星際磁場(chǎng)、磁波與行星軌道、太陽(yáng)周期、黑子周期和太陽(yáng)磁場(chǎng)逆轉(zhuǎn)周期等。

太陽(yáng)活動(dòng)的這些熱點(diǎn)每一項(xiàng)都不僅影響地球與地球上的人和生物，也與銀河系和宇宙中的其他星球相互作用，從宏觀和微觀上或大或小、或多或少地與人類的生活發(fā)生聯(lián)系。

按照NASA太陽(yáng)物理研究所科學(xué)部門(mén)副主任阿力克謝·揚(yáng)（Alex Young）的解釋，此次帕克探測(cè)器的任務(wù)主要有三個(gè)，一是探索太陽(yáng)風(fēng)的速度，二是觀察太陽(yáng)風(fēng)暴原理，三是了解日冕層的溫度為何如此高。這三項(xiàng)探索或研究是緊密聯(lián)系在一起的。而且，這些任務(wù)是建立在過(guò)去人們對(duì)太陽(yáng)觀察和研究的基礎(chǔ)之上的。

其中，探索太陽(yáng)風(fēng)的速度就意義重大。太陽(yáng)探測(cè)器帕克就是以美國(guó)已故天文學(xué)家、芝加哥大學(xué)教授尤金·帕克（Eugene Parker）的名字命名的。帕克在20世紀(jì)50年代提出了太陽(yáng)風(fēng)理論，并預(yù)測(cè)帕克螺旋（Parker spiral）的存在。

2017年5月31日，在芝加哥大學(xué)舉辦的紀(jì)念帕克的會(huì)議中，NASA就宣布把太陽(yáng)探測(cè)器+（Solar Probe Plus）的任務(wù)改命名為帕克太陽(yáng)探測(cè)（Parker Solar Probe）。過(guò)去，人們初步了解到，太陽(yáng)風(fēng)是由太陽(yáng)“吹出”的粒子流，它的加熱加速與日冕的加熱問(wèn)題聯(lián)系在一起是空間物理的重大課題之一。

盡管人們把預(yù)言太陽(yáng)風(fēng)的存在歸功于帕克，但帕克本人并不如此認(rèn)為，因?yàn)樗?958年提出太陽(yáng)風(fēng)概念以前，已經(jīng)有太陽(yáng)風(fēng)存在的證據(jù)。

20世紀(jì)初，挪威科學(xué)家伯克蘭（KristianBirkeland）就提出地球的極光是由來(lái)自太陽(yáng)連續(xù)的粒子流引起，后來(lái)德國(guó)科學(xué)家比爾曼（Ludwig Biermann）對(duì)彗尾的逆太陽(yáng)方向現(xiàn)象（無(wú)論彗星運(yùn)動(dòng)方向是朝向太陽(yáng)還是遠(yuǎn)離太陽(yáng)，其尾部總是指向遠(yuǎn)離太陽(yáng)的方向）開(kāi)展相關(guān)研究，推測(cè)是太陽(yáng)吹出來(lái)的穩(wěn)定的粒子流壓迫彗尾產(chǎn)生了這個(gè)現(xiàn)象，而且粒子流沿著太陽(yáng)徑向從各個(gè)方向流出，速度在500～1500千米/秒。比爾曼推測(cè)的這個(gè)速度直到今天都被認(rèn)為是比較靠譜的，但還是需要帕克號(hào)太陽(yáng)探測(cè)器的實(shí)證研究來(lái)證實(shí)。

后來(lái)，帕克的博士論文導(dǎo)師、加州理工大學(xué)教授戴維斯（Leverett Davis）又在1955年提出，是“太陽(yáng)微粒輻射”把恒星際介質(zhì)推出去，在太陽(yáng)周圍形成以太陽(yáng)微粒為主的空間。所以，太陽(yáng)風(fēng)在過(guò)去稱為太陽(yáng)微粒，帕克的貢獻(xiàn)是，第一次提出太陽(yáng)微粒是一種粒子流，是一種流體模型，并在1958年提出這一流體模型時(shí)，把它稱為太陽(yáng)風(fēng)，這個(gè)術(shù)語(yǔ)和概念沿用至今。

帕克進(jìn)入日冕后，面向太陽(yáng)的那一面將僅升溫到約1400攝氏度，但是，帕克太陽(yáng)探測(cè)器包裹了厚約11.45厘米的隔熱罩，由輕質(zhì)碳復(fù)合泡沫制成，表面涂有白色陶瓷涂料，可反射盡可能多的陽(yáng)光，使探測(cè)器內(nèi)部的溫度可維持在30攝氏度左右。

與太陽(yáng)風(fēng)密切相關(guān)的就是太陽(yáng)風(fēng)暴，因?yàn)橐话闾?yáng)風(fēng)的能量爆發(fā)來(lái)自太陽(yáng)耀斑或其他被稱為“太陽(yáng)風(fēng)暴”的氣候現(xiàn)象。太陽(yáng)風(fēng)暴是太陽(yáng)大氣中發(fā)生的持續(xù)時(shí)間短暫、規(guī)模巨大的能量釋放現(xiàn)象，主要通過(guò)增強(qiáng)的電磁輻射、高能帶電粒子流和等離子體云等三種形式釋放。之后可以引發(fā)地球空間高能電子暴、熱等離子體注入、電離層暴、高層大氣密度增加等多種空間環(huán)境擾動(dòng)事件，對(duì)衛(wèi)星運(yùn)行、導(dǎo)航通信和地面系統(tǒng)產(chǎn)生一系列的影響。

日冕是太陽(yáng)大氣的最外層，厚度達(dá)到幾百萬(wàn)千米以上。日冕層的溫度極高，可達(dá)100萬(wàn)～200萬(wàn)攝氏度。同時(shí)日冕上有冕洞，冕洞是太陽(yáng)風(fēng)的風(fēng)源。所以，太陽(yáng)風(fēng)、太陽(yáng)風(fēng)暴和日冕層是密切相關(guān)的。

太陽(yáng)是如此熾熱，任何對(duì)它有親近舉動(dòng)的人和物體都會(huì)頃刻間被熱化，因?yàn)樗拇髿鈱又凶畹蜏囟纫部赡苓_(dá)到4500攝氏度。那么，帕克太陽(yáng)探測(cè)器如何才能接近太陽(yáng)，或進(jìn)入太陽(yáng)的大氣層？

逐日七年

太陽(yáng)的結(jié)構(gòu)從內(nèi)向外分為核心、輻射區(qū)、對(duì)流層、光球?qū)?、色球?qū)印⑷彰釋?，后三層則構(gòu)成了太陽(yáng)的大氣層。然而，太陽(yáng)的高溫在大氣層中的分布并非依據(jù)從內(nèi)向外遞減的原則。太陽(yáng)大氣的最低溫度攝氏4500度只不過(guò)是色球?qū)舆吘壍臏囟?，然而到了最外層的日冕層的底層邊界，溫度可達(dá)到攝氏100萬(wàn)～200萬(wàn)度。