周六凌晨，美国宇航局（NASA）的一艘汽车大小的宇宙飞船将启程前往太阳系中心，在那里它将与太阳炙热的大气层融为一体。运载工具是帕克太阳探测器，它注定要到达距离我们母星400万英里以内的地方，这比以前任何人造人造物体都要近。从这一有利位置出发，探测器准备解开困扰科学家半个多世纪的太阳及其大气层之谜。

美国宇航局长期以来一直希望向太阳大气层发射飞行器，但直到最近几十年，这样的任务才被认为是不可能的。这个被称为日冕的空间区域充满了微小的高能粒子，这些粒子可以达到300万华氏度以上。任何在该地区附近冒险的车辆都必须有完善的保护措施，以防止熔化。但由于碳**和其他关键工程领域的进步，美国宇航局已经能够**出一种配备最先进隔热板和其他关键冷却系统的飞行器。结果是：宇宙飞船将在太阳系中一些最热的地方保持室温。

太阳的日冕实际上比太阳表面热300倍，没有人知道为什么。”如果你想远离热源或篝火，你不会突然变得更热。约翰·霍普金斯大学帕克太阳探测器任务的项目科学家尼古拉·福克斯告诉《边缘》杂志那么，为什么会发生这种情况呢？“该地区变得如此炎热，以至于日冕的块状物实际上加速并以超音速脱离太阳的巨大引力。这些所谓的太阳风将高能粒子射向各个方向，然后猛烈撞击周围的行星。

帕克的任务是调查分离效应的机制，以及为什么大气温度比其源头高出这么多。”美国宇航局戈达德航天飞行中心的高级研究科学家埃里克·克里斯蒂安告诉《边缘》杂志说：“我们已经尝试从地球上研究这些东西，所有我们需要看到的特征，所有的信息，在通往地球的9300万英里的路上都被抹掉了。”我们必须采取行动。”

神秘的日冕

发射探测器探测日冕的计划可以追溯到1958年，也就是美国宇航局成立之初。在航天局成立之初，一个特别委员会列出了NASA应执行的14项不同任务，包括访问太阳系的所有行星。除一项任务外，所有14项任务都以某种形式完成：一项访问太阳附近的探测器。

正当美国宇航局制定长期目标时，一位名叫尤金·帕克的年轻天体物理学家发表了一项关于恒星如何释放能量的新理论。他预测，像我们的太阳这样的恒星的大气层变得非常热，以至于它们不断向外流动，以粒子的形式沐浴着它们周围的所有行星。帕克提出了“太阳风”一词来描述这种现象。直到1962年，美国宇航局的一艘名为“水手2号”的宇宙飞船冒险进入深太空，第一次实际测量了风的粒子，科学界的大多数人才开始质疑太阳风的存在。

60年后，美国宇航局终于**出了它的太阳探测器，并以其工作构成此次任务基础的那个人的名字命名。现在，太空船的设计是为了回答帕克的工作提出的问题：是什么导致大气层变得如此炎热和充满活力？

更好地理解这些机制可能在地球上有实际应用，因为太阳风一直在袭击我们。”“这就像我们是快速流动的溪流中的一块巨石，”福克斯说我们在河口的下游，但我们感受到了这种快速移动的太阳风的影响。“通常，我们被环绕地球的一个大磁场挡住了风，这个磁场的作用有点像一把宇宙伞。但每当太阳以我们的方式爆炸一大片粒子时，地球周围的空间就会发生变化。

大量的太阳风实际上可以携带一部分太阳磁场，这与我们自身的磁场相冲突。这可能导致所谓的空间天气事件，可能产生一些重大后果。首先，太阳风的大阵风可以为我们星球周围的辐射带提供燃料，并损坏卫星。大量的太阳风也会使地球大气层更加稠密，从而导致卫星更快地脱离轨道。地面的电子系统也受到太阳风的影响。当前的大型系统会穿过大气层，它们会流过任何导电的东西，比如电网和海底电缆，这可能导致停电。

科学家们很难预测太空天气，因为他们对太阳动力学的影响知之甚少。许多人希望帕克太阳探测器能改变这一点。”“太空天气的预测比陆地天气的预测晚了40或50年，”克里斯蒂安说我们正在进行基础科学研究，希望能让我们也能预测太空天气。”

触摸太阳而不融化

帕克太阳探测器定于美国东部时间8月11日星期六凌晨3:33从佛罗里达州卡纳维拉尔角发射。它将乘坐由联合发射联盟**的Delta IV重型火箭，该火箭将把探测器发射到太阳系内部。发射六周后，帕克将飞越金星，稍微改变它的路线，六周后，飞船将进入日冕。在七年的时间里，帕克将围绕这颗恒星运行24圈，还有六次金星飞过，以便随着时间的推移，它能更接近太阳表面。

随着帕克周围的温度越来越高，车辆必须保持凉爽。这就是为什么航天器的隔热板如此重要。它由一个厚的泡沫芯组成，大约97%是空气，夹在两层碳-碳复合材料之间。总而言之，它的重量只有160磅，但它的坚固程度足以让帕克保持在华氏85度，即使防护罩达到2500度以上。”克里斯蒂安说：“过去10到15年中，我们在碳复合材料和碳泡沫材料方面所做的所有工作都使我们能够做到这一点。”尽管如此，他们在启动航天器的其余部分之前花了几年时间研制隔热板，因为没有隔热板，我们就没有任务了。”

防护罩不会吞没车辆，但它安装在一侧。它必须始终保持在飞行器和太阳之间，以便航天器工作。这不是一件小事，看看帕克将如何以每小时43万英里的速度旅行。为了保持位置，帕克有一个复杂的姿态控制系统，这意味着要保持车辆在正确的位置在任何时候。帕克也必须自主工作，因为来自地球的无线电信号需要大约8分钟才能到达航天器。这就是为什么帕克有一套传感器，可以让宇宙飞船知道它是否倾斜过大，是否需要调整它的位置。这样，航天器及其四套仪器在整个任务过程中始终处于阴影中。

也不仅仅是仪器需要冷却。帕克的太阳能电池板也需要一种散热的方法。尽管太阳能电池板依赖于太阳，但与大多数电子产品一样，太阳能电池板在高温下无**常工作。”如果你想一想，如果你在7月份把**放在汽车的前排座位上会发生什么，”福克斯说你回来时发现一部**已经关机，而且处于各种各样的困境之中。“这就是为什么帕克的太阳能电池板上不断有水脉流过电池，让它们降温的原因。”。此外，太阳能电池板安装在“肩关节”上，可用于将电池板向太阳延伸，或将其完全塞入航天器的身体。这样，当帕克离太阳表面最近时，太阳能电池板就不会被光和热淹没。

所有这些技术都将使帕克获得它的目的：直接测量日冕。车辆的仪器将测量该区域内粒子的密度、成分、温度、电荷和速度。帕克还将直接测量太阳的磁场，这被认为是为日冕提供动力并在那里传递能量的关键。航天器还将研究大气的一个特征，即等离子体波。每当粒子在日冕内部移动时，它们就会像海面上的小船一样产生波浪。”所以不同类型的波告诉我们那里正在发生什么样的物理现象，”福克斯说它们就像指纹。”

所有这些细节都将有助于科学家更好地了解太阳为何会有这样的行为。但任务背后的团队也很兴奋地发现了意想不到的情况。

克里斯蒂安说：“我们有关于是什么在加速太阳风的理论，我们的仪器就是为了解决这个问题而设计的。”但我相信有些事情会让我们大吃一惊，这就是做科学的乐趣所在。”