“帕克”逐日记

林宽雨

它是宇宙中的“大块头”，体积是地球的100多万倍;它是太阳系的中心，很多行星、流星、彗星都得围着它转;它“岁数”很大，目前已經在宇宙中生活了几十亿年;它“呵护”着地球生长，为地球上的生命提供光和热;它偶尔也会“闹脾气”，利用耀斑、黑子等“搞破坏”。它，就是给人们留下了很多疑问的太阳。为了揭开太阳的神秘面纱，科学家们发射过很多太阳观测卫星和太阳探测器。最近，又有一个太阳探测器带着人们的期望奔向了太阳，它就是“帕克”太阳探测器。和以往不同的是，这一次， “帕克”会和太阳靠得更近。

开启“逐日”大冒险

大约在10年前，约翰-霍普金斯大学应用物理实验室就开启了“帕克”太阳探测器的设计工作。“帕克”探测器原定的发射时间是2015年，后来又被推迟到了2018年。如今，在漫长的等待后，“帕克”太阳探测器最终于美国当地时间8月12日凌晨3时31分发射升空，开启了将要历时7年的“逐日”大冒险。

在这7年里，“帕克”在太空留下的足迹大约是这样的：第一阶段完成发射任务，时间是从2018年8月12日-8月19日（美国当地时间），“帕克”正式开始奔向太阳;第二阶段，时间来到2018年秋天，跟末来的太空伙伴金星初次邂逅;第三阶段，在2018年冬天至2024年冬天的时间段中， “帕克”太阳探测器会遇见金星7次，绕太阳转22圈并到达距离太阳600多万千米的地方;第四阶段，继续绕太阳转圈并完成一些探测任务后谢幕。

全副武装，和太阳“亲密接触”

想和太阳这么“亲近”，如果不做好充分准备，太阳“热情的拥抱”很快就能将它融化。为了圆满完成自己的使命，“帕克”太阳探测器也做了不少工作。

走“清凉路线”

在“帕克”的行动路线中有一个叫日冕的区域，这是太阳大气层中非常热的一个区域，物质温度超过了56万℃。为了在这个炽热的区域里完成任务， “帕克”太阳探测器选择了一条“清凉的行动路线”。在介绍这条路线前，我们必须明白一件事，就是“高温并不等于高热量”。对于这个不等式，美国约翰-霍普金斯大学工程师贝奇·康登给出了解释：温度与粒子移动速度有关，而热量则与粒子传输的总能量有关。就是说即使粒子通过快速移动产生了高温，但如果它们的数量不多依旧不会传递太多能量，也就不会产生很多热量。所以“帕克”要走的“清凉路线”就是日冕区域里粒子密度很低的地方。

自备“太阳伞”

不过，太阳的“热情”可不是浪得虚名，即便选择了“清凉路线”，依然能感受到来自太阳的超过1 000℃的“热情拥抱”，为了应对这份“热情”， “帕克”准备了一把大大的“太阳伞”。这把“太阳伞”是一个为“帕克”太阳探测器“量身打造”的直径约2.4米、厚度约115毫米的隔热罩。隔热罩由两块碳板和夹在碳板中间的一块碳复合泡沫构成，在其外侧还有一层白色的陶瓷涂料。据说，这种隔热罩的隔热效果很好，位于隔热罩背后的机身可以保持在30℃左右的舒适环境中。

简单实用的“空调”

除了“太阳伞”， “帕克”还自备了一个“空调”，这个“空调”的“家庭成员”包括：去离子水冷却剂、防止冷却剂冻结的加热罐和散热器、 “帮忙”冷却的铝散热片和冷却剂循环泵。在探测器接近太阳的过程中，这个“空调”可以给暴露在“太阳伞”外的太阳能阵列和仪器降温。

除了降温设备， “帕克”还配备了熔点极高，可以测量太阳风离子和电子通量以及流动角度的“法拉第杯”传感器，还有由铌制成并用蓝宝石水晶管悬挂的电线，以及用于拍照的名为“Whisper”的白光成像仪，可在“帕克”高速接近太阳时进

“帕克”太阳探测器为什么要绕着太阳转圉？

“帕克”绕太阳转那么多圈，是在“炫耀”自己的飞行技术吗？当然不是，这样绕圈是最经济的飞行方式。在7次遇见金星的过程中，“帕克”可以借助它的引力助推进行减速。“背井离乡”、离家“千里之外”的“帕克”为了完成自己的探索梦想一切还得“从俭”。

距日600多万千米是不是有点远？

600多万千米，乍一昕这个数字感觉好像很遥远，但实际上这个距离和太阳已经很近了。大家可能想象不到，地球和太阳之间的距离是1.5亿千米左右。在八大行星里离太阳最近的水星距离太阳也有4 600万千米，而“帕克”和太阳表面的最近距离仅仅是水星和太阳之间距离的1/7左右。行成像。

“刺探”太阳的秘密

靠得那么近， “帕克”太阳探测器自然耍弄清楚几个太阳的秘密。比如，太阳大气层从里向外分为光球层、色球层和日冕层，按照常识来说，距离太阳表面越远，温度应该越低。但事实却恰好相反，最外侧的日冕层温度要远远高于光球层的温度，为什么会出现这种情况？又如，由太阳喷射出的炽热的带电粒子风，即太阳风，它的源头的磁场结构是什么样的？它从哪里得到的能量？这种时速可以达到百万千米的粒子风又为什么在靠近太阳表面的地方不展示“威力”，到达太阳系行星时却成了名副其实的“狂风”？

此外， “帕克”和太阳风的“缘分”不仅在于它要探索太阳风，它的名字由来也和太阳风有关系。“帕克”太阳探测器是以美国天文学家、芝加哥大学荣誉退休教授、现年90岁的帕克命名的。而帕克恰好是太阳风科学的先驱人物，他早在1958年就预测到了太阳风的存在。值得一提的是， “帕克”也是美国国家航空航天局首个以在世人物命名的太阳探测器。

链接：中国的“逐日”计划

各个国家都在想方设法去“刺探”太阳的秘密，我们国家也在不断开拓研究太阳的计划。为了探索太阳，科学家们已经制定了很多计划，从太阳活动的微观规律和宏观规律这两个方面来研究太阳，比如“太阳显微”计划和“太阳全景”计划。从名字我们就能猜出，前者主要研究太阳的“私密生活”，而后者更关注太阳的“大动作”。

事实也确实如此， “太阳显微”计划主要研究太阳的内部结构与演化、日冕结构、爆发过程的粒子加速机制等问题;而“太阳全景”计划则是关注太阳的大尺度特征、耀斑的特征、日冕物质抛射的全球特征等问题。计划制定好了，下一步就是行动了。我国预计于2022年发射先进天基太阳天文台，这是我国首颗专门用于太阳观测的卫星，相信它会按照科学家们制定的计划探索出太阳更多的秘密。

在科学家们的太阳探测计划中还有“太阳哨兵”“太阳轨道器”等利器准备去“窥探”太阳的秘密。相信，随着科技的发展、研究的深入，终能揭开太阳神秘的面纱。