人类踏上“触摸太阳之旅”

本报特约记者 魏云峰　本报记者 马俊

北京时间12日15时31分，随着美国“德尔塔-4”重型运载火箭的巨大轰鸣，人类开始了“触摸”太阳的首次尝试。美国有线电视新闻网（CNN）称，伴随火箭升空的是举世瞩目的“帕克”太阳探测器，它将在未来7年内多次近距离接近太阳，甚至进入太阳外层的日冕，以探索太阳这颗离我们最近恒星的诸多谜团。

并不是直飞向太阳

CNN称，“帕克”探测器是人类首次尝试正式造访恒星，但它的“太阳之旅”并不顺利。按照美国航空航天局的规划，它原定于北京时间11日发射升空，但在发射前的最后时刻因火箭状态异常而被迫叫停，推迟了1天后才从佛罗里达州卡纳维拉尔角升空。

美国《纽约时报》注意到，探测器罕见地以美国天体物理学家尤金·帕克的姓氏命名，这是“美国航空航天局第一次用健在人物的名字命名航天器”，以表彰他在该领域的杰出贡献。据介绍，上世纪50年代，科学界认为地球到太阳之间是彻底的真空，帕克在1958年准确地预言太阳风的存在，并建立了构成太阳风的等离子体、磁场和高能粒子的复杂系统。

报道称，这个探测器的大小与汽车相仿，整个项目耗资高达15亿美元，它能比其他探测器更靠近太阳，将帮助科学家更多了解太阳日冕层、太阳风等。

中国航天专家庞之浩12日告诉《环球时报》记者，与普通人的想象不同，“帕克”升空后并不是直飞太阳，而是驶向金星，以便通过金星的引力作用改变探测器的速度和轨道，小心翼翼地逐渐靠近太阳的大气层，防止探测器受到太阳巨大引力的影响，一头栽进太阳中损毁。按照规划，它将在2025年6月14日第二十四次飞至近日点，执行最后一次探日任务，届时与太阳光球层的距离只有600万公里（已经进入日冕），完成人类首次“触摸太阳”的梦想。同时它的最终飞行速度达到约每秒200公里，成为“移动速度最快的人造物体”。

“帕克”试图探索的太阳之谜

为何科学家要花费这样的心思和经费去“触摸太阳”呢？庞之浩解释说，作为距离地球最近的恒星，太阳不但是维持地球一切生命的基础，它的一举一动也对地球有极大影响。例如太阳耀斑爆发会产生大量紫外线、X射线、γ射线和高能带电粒子，能扰乱地球磁场甚至伤害地球上的生物。这次“帕克”的核心探索内容之一——太阳风抵达地球时，会破坏通信设施、干扰宇宙飞船、甚至影响电网的稳定。

据介绍，所谓太阳风是指从太阳上层大气向整个太阳系不断射出的超音速等离子体带电粒子流，它的时速可以达到每小时数百万公里。但令人惊奇的是，太阳风从太阳表面刚喷发时速度还没这么快，但当它抵达太阳系行星时，却变成了真正的“狂风”。究竟是什么让太阳风在扩散过程中不断加速，科学家至今仍未找到原因。

“帕克”试图解开的另一个神奇现象是“日冕之谜”。庞之浩介绍说，太阳大气从里向外分为光球层、色球层、过渡区和日冕，其中光球层温度约为6000度，而日冕的温度可以高达200万度。根据常识，离太阳表面越远温度应该越低，但日冕的温度比太阳表面温度还要高上数百倍。这个奇特的现象多年来一直困扰着科学家。

“帕克”将携带五种科学仪器，借助近距离“触摸”太阳的机会，能更清晰地“看见”太阳风从原来亚音速达到超音速的加速过程，同时对日冕进行测量与取样。

众多手段保安全

可以想象的是，要近距离靠近炙热的太阳，忍受高温是“帕克”必须经历的第一道难关。庞之浩介绍说，幸运的是，虽然日冕温度高达上百万度，但它的密度很小，因此探测器只会与较少的炙热粒子相互作用，不会接收到太多热量，面朝太阳的防热罩表面“只会”被加热到1400度。

即便如此，1400度的高温也足以让普通铸铁融化。美国航空航天局专门为“帕克”研制了一个直径2.4米、12厘米厚、重73公斤的碳复合材料防热罩。它像一块三明治，两块碳纤维合成板夹着11.5厘米厚的轻型碳泡沫芯组成，可承受1650度高温。在它的保护下，探测器内部的工作环境温度仅有29度，能确保所有仪器的正常运作。“帕克”还具有自我保护功能。它在防热罩边缘装有多个小型传感器。如果任何一个传感器感知到阳光，便会提醒“帕克”调整方位，确保传感器及内部仪器的安全。

美国《太空》网站称，“帕克”将掀起探测太阳的新高潮。除美国外，欧洲、俄罗斯、印度等都准备发射新的太阳探测器。庞之浩介绍说，我国计划在“十三五”期间发射“先进天基太阳天文台”。它运行于太阳同步轨道，寿命不少于4年。它能同时观测对地球空间环境具有重要影响的太阳上两类最剧烈的爆发现象——耀斑和日冕物质抛射，并研究太阳爆发能量的传输机制及动力学特征，探测太阳爆发，预报空间天气，为我国空间环境的安全提供保障。▲