微博@火星叔叔郑永春

由北京市科委资助、化学工业出版社出版，郑永春编著的《太空地图》系列图书和挂图即将上市，敬请关注。

8月11日，美国国家航空航天研制的“帕克”太阳探测器，从佛罗里达州的卡纳维拉尔角空军基地第37号发射台发射升空。该任务耗资15亿美元，将奔赴太阳，经过7次变轨，开展为期7年的太阳观测任务。根据天气预报来看，正常发射的概率为70%。

原定11日的发射时间已经推迟24小时，11日的发射窗口已经错过，只能等12日下午的发射窗口。

整个发射窗口从11日开始，持续一周，每天都会有四十多分钟的时机可以发射。

若在一周内没能发射，只能重新回收巨量的液氢液氧燃料，存在安全风险。

让我们静待12日下午的发射。

探测太阳的勇士

太阳那么热，“帕克”能去成吗？

我们知道，人类航天器已经抵达了月球、火星，甚至是十分遥远的冥王星，但它可以近距离探测太阳吗？

当然可以，而且已经去过多次了。“帕克”并不是第一个。

1974年12月发射的赫利俄斯1号探测器，与太阳的距离小于4700万千米；

1976年4月发射的赫利俄斯2号探测器，与太阳的距离小于4400万千米；

1990年10月，尤利西斯号太阳探测器通过航天飞机发射升空。这颗由欧洲和美国联合研制的探测器，探测了太阳磁场、日珥和日冕物质抛射。1994年，尤利西斯号飞越太阳的南极，1995年飞越太阳的北极。2001年12月，尤利西斯号完成第二次绕太阳飞行。

2004年8月发射的信使号水星探测器，与太阳的距离约为5800万千米；

2018年8月11日下午3:33，“帕克”太阳探测器在美国佛罗里达州的卡纳维拉尔角空军基地发射，搭乘德尔塔IV重型火箭，开始它的逐日之旅。

“帕克”太阳探测器，将在距太阳表面640万公里的范围内，直击太阳巨大的热量和辐射。这一任务，将提供有关太阳活动的新数据，揭开日冕的奥秘，预测影响地球的重大空间天气事件，保护地球生命安全，改变我们对太阳的认识。“帕克”将成为史上最靠近太阳的航天器。虽然我们仍然不敢直接抵达太阳的表面，给它量体温，但这将是人类航天器飞向太阳的第一步。

直面太阳的“帕克”

太阳系唯一的王者

太阳，是太阳系唯一的恒星，也是我们的太阳系中唯一的、绝对的主宰。它以巨大的质量，难以抗衡的引力，成为了太阳系绝对的王者，牢牢地束缚太阳系内的所有天体，让它们都乖乖地绕着它转。

在地球这样的行星世界上，一切都是变化的，而唯一不变的就是，太阳系中所有其它天体，都是围绕着它运转的。即便是行星的卫星，在绕行星运转的同时，也绕着太阳在运转。世界潮流浩浩荡荡，千万不要跟趋势为敌。

尤其是我们的地球，就像一个柔弱的婴儿一样，地球上的万物生长，全靠太阳发出的光和热。甚至，太阳依靠它的引力和热量，推动着地球物质的演化进程。

几十亿年来，太阳“热”情不减。巨量的氢和氦，这两种宇宙中最主要的元素，在太阳内部进行着剧烈的核聚变反应，释放出巨大的热量，膨胀的气体构成了这太阳系王者的身体。在高速旋转中，太阳发出人类世界所能看到的最耀眼的光芒。地球历史上出现过的无数物种，想必一出世，就会被它的光芒震撼和折服。

看，它已经在热烈地迎接此次探访的“帕克”太阳探测器。只是，要小心，别被它的热情熔化成了蒸汽！

首次以健在科学家的名字命名

人类探索太阳系的宏图大业再次开启。帕克太阳探测器，于2018年8月11日正式发射升空。其中，8月11-23日每天都有发射机会，属于发射窗口期内。

发射之后，“帕克”将于2018年10月2日晚上19:45（美国东部时间，相当于格林威治标准时间23:45），从金星附近飞过。2018年11月5日，第一次抵达近日点。

帕克太阳探测器，最初的名称为“太阳探测器+”。2017年，该任务被命名为“尤金·帕克”太阳探测器，以芝加哥大学天文与天体物理系S. Chandrasekhar杰出服务教授“尤金·帕克”的名字命名。

帕克（Eugene N. Parker），现年91岁，天文学家，芝加哥大学荣休教授

20世纪50年代，帕克就提出了恒星的能量释放机制的理论，可以用来解释太阳的能量释放。他预言了太阳风的存在，在他之前，科学界认为地球到太阳之间是彻底的真空。帕克海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。太阳上的日冕的温度，反而比太阳表面更热，这与根据物理定律的预计正好相反，帕克对日冕过热的原因提出了理论解释。此次，美国国家航空航天局首次以尚在人世的科学家，来命名航天器，是对一个科学家的重要褒奖，表彰他在太阳研究方面的杰出贡献。

只为探测日冕和太阳风

遇到日食，如果运气好的话，当太阳最亮的部分被月亮的影子遮挡之后，戴上日食观测镜——采用专业的减光片或减光膜，你就可以观测到位于太阳外层的日冕层了。切记，千万不要直视太阳！千万不要直视太阳！千万不要直视太阳！重要事情说三遍——如果你不听，保险公司可不管赔呦！

日食期间看到的日冕

日冕的温度很高。我们说一个人热情，常用“热情似火”来形容；但用这样的词来形容太阳，就只是一句废话了。我们测量温度用的酒精温度计、煤油温度计、水银温度计，甚至热电偶温度计，统统都弱爆了，完全无法给太阳量体温。为了让我们有限的知觉，能理解这超出量程的爱，科学家们便通过测量它发出的能量（热和光）的多少来描述：

太阳核心区的温度可达1000万到2250万摄氏度；

太阳表面（光球层）温度约为5,500摄氏度；

太阳外层大气（日冕层，日食期间可以看到）的温度可达150万到200万摄氏度。

日冕为什么这么热呢？这是“帕克”要回答的第一个问题。“帕克”将首次飞入太阳的大气层（或日冕），开展现场测量和成像，彻底改变我们对日冕的认识。

“帕克”要探测的另一个对象，是太阳风。

太阳风其实不是风，而是一种连续的粒子流，主要由各种带电粒子组成。当日冕层中存在磁场异常的时候，就会形成持续数月甚至数年的冕洞。科学家给太阳做了一个X射线透视，发现冕洞是黑色的，说明这个地方的磁场不够强，导致带电粒子被抛向太空。因此，而当太阳自转时，太阳风就被像纸风车旋转那样，被从太阳上甩出来。

光只需要八分钟，就可以从太阳抵达地球。但太阳风跑得没有这么快，它的平均速度约为400千米/秒，需要4天半才能到达地球。这就为预报太空中的天气状况提供了时间差。当科学家侦察到太阳活动出现异常时，就可以及时发出预警信号，提醒地球上的人们，尽早做好应对太阳风的预案。

地球磁场保护着人类免受太阳风的袭击

别看太阳风的奔跑速度没光快，但当它在穿越太阳系空间时，将影响整个太阳系的各种星球。对靠近或飞离太阳的彗星，它会冲击彗星，产生长长的尾巴；对地球和其他行星上的大气层，它会使大气分子被电离，形成漂亮的极光；对地球上空的卫星，它会损坏卫星上的电子元器件，导致卫星无法正常工作，通信信号中断；但它也不是一无是处，太阳风在太空中可以推动巨大的光帆，成为宇宙飞船在太空中飞行的动力。

此次，“帕克”将飞到高温和太阳辐射的危险区域，观测从亚音速加速到超音速的太阳风，飞越能量最高的太阳粒子发源地，扩展我们对太阳风起源和演化的认识。

为什么要这么靠近太阳

人类天生就好奇，而“帕克”就像一个好奇小子，“赴汤滔火”的目的，是揭示太阳之谜。

第一个谜团，为什么太阳光球层，也就是太阳表面的温度，没有太阳的大气层，也就是日冕层的温度高。太阳光球层的温度约为5500摄氏度，而日冕层的温度是200万℃。我们通常认为离热源越远，温度越低，可是为什么离太阳内核越远的日冕层，反而会比光球层的温度更高呢？

第二个谜团，太阳沿各个方向喷射出速度高达每小时上百万千米的带电粒子，形成了太阳风。科学家知道太阳风已经很久了，因为早期的观测者注意到，当彗星划过时，无论朝哪个方向运动，尾巴总是背向太阳，这表明太阳风的速度比彗星的速度更快。但太阳风究竟是怎样加速的，至今仍在吊人胃口。

第三个谜团，太阳不仅会吹出太阳风，还会间歇性地发射出太阳高能粒子。这种粒子对在太空中飞行的宇航员和宇宙飞船造成了威胁。只有了解太阳高能粒子是怎么产生的，何时会爆发，我们才能分析应对措施，保护人类走向深空。

“帕克”需要尽可能接近太阳，是因为科学家有特殊的癖好。首先，太阳上的日冕不稳定，产生太阳风，耀斑和日冕物质抛射，需要在源头进行研究！其次，数百万吨高度磁化的物质，以每小时数百万公里的速度，从太阳喷出。这一速度，相当于在几秒钟内，从北京到广州！为什么会有太阳风？为什么太阳风跑的这么快，它是如何加速的？最后，日冕比太阳表面还要远离太阳内核，为什么温度反而更高？

我们只能通过与太阳的亲密接触，才能回答这些问题。

如何避免航天器被烧坏呢？

虽然，此前已经发射过多颗太阳探测器，但他们其实都在地球附近飞行，远离太阳。遥远的距离，使得航天器探测的清晰度，也就是空间分辨率和灵敏度都受到限制，我们并不清楚，太阳上究竟发生了什么。关于太阳的一些谜团，很难从离它1.5亿千米远的地球附近找到答案。

2018年开始，为了解开日冕的神秘面纱，同时为了预报空天天气，保护地球和人类社会，“帕克”将在七年内，七次飞越金星，逐步缩小环绕太阳的轨道。

“帕克”借助金星的引力，逐步拉近与太阳之间的距离

似乎每年夏天都会冒出来新闻，告诉大家这似乎是有史以来最热的夏天。地球与太阳的平均距离约为1.5亿千米，就已经让我们感觉非常热了。如果你到太阳的距离，靠近到仅为地球到太阳距离的25分之一，那又该有多热呢？“帕克”与太阳最近的距离，为616万公里，比水星更靠近太阳，比之前任何航天器与太阳的距离，还要近七倍。

但越靠近这个天然的超级火炉，那逼人的王者之气，就越让人热得难以忍受。航天器近距离靠近太阳，主要的挑战来自上千摄氏度的高温。为了开展这些前所未有的探测，“帕克”特别配了一把“遮阳伞”，科学家设计了采用碳复合材料制成的隔热罩，厚达11.43厘米，可以承受飞船外部1377摄氏度的高温。要知道，铁的熔点才1535摄氏度，普通铸铁的熔点才1200摄氏度左右，“帕克”要承受的温度，可以把铸铁都融化了。

光有隔热还不行，总会有一些热量透过隔热罩。因此，“帕克”还配备了特制的散热器，把多余的热量扩散到太空中，以免高温损坏探测仪器。在这些措施的保护下，居然可以让探测器中的仪器保持在室温状态。这样的空调技术，要是用在我的新房子上，夏天就能天天体验冰爽的感觉了。

不仅是高温，还有辐射。越靠近太阳，各种射线和粒子的辐射就越强。就可能击穿探测器的电路，特别是数据存储器和计算机芯片，导致它们丧失工作能力。为此，“帕克”也进行了各种防辐射设计，减轻辐射对航天器的伤害。为了“帕克”的“防暑降温”，科学家们可是绞尽脑汁，费劲了心机。

科学家为“帕克”的“防暑降温”绞尽脑汁，费劲心机

“帕克”此行的目的是更好地理解太阳，而理解太阳的目的，是为了更准确地预报太阳活动导致的空间天气，保护地球和人类的安全。祝福它一切平安，不辱使命。