第一個飛入太陽日冕的飛行器

太陽探測器（SolarProbe，美國航空航天局的太陽探測器，現(xiàn)更名為SolarProbe+）是第一個飛入太陽日冕的飛行器，僅僅位于太陽“表面”（光球）上方8.5太陽半徑（590萬公里或3.67萬英里）內。太陽探測器的儀器探測它們遇到的等離子體、磁場和波、高能粒子和塵埃。它們也對太陽探測器軌道附近以及日冕底部的偶極結構的日冕結構成像。

自20世紀90年代中期以來，美國航宇局和歐洲空間局間的聯(lián)合項目太陽和日球層探測器(SOHO)以及美國航宇局的高新化學組成探測器(ACE)和風太陽探測器(WIND)就開始不斷地監(jiān)測太陽風和日冕。然而，它們只能從安全距離——到地球的距離只有日地距離的1%——之外來觀測太陽。為了能真正捕捉到太陽大氣的復雜性，SP+不能如此的膽怯。

把一個探測器送往比先前最靠近太陽的探測器距離還要小8倍的地方聽上去就像是一次自殺式的任務。而在如此近的距離上，它會一頭扎入太陽日冕——太陽的外層大氣，那里的溫度在100萬～200萬攝氏度之間。這正是美國航宇局計劃于2018年前發(fā)射的“太陽探測器+”(SolarProbeplus，簡稱SP+)所要做的。

2010年9月公布了SP+上所要進行的實驗，科學家們?yōu)橹d奮不已。對于太陽物理學而言，SP+堪稱是哈勃望遠鏡級別的任務。如果一路上能夠幸存下來，SP+將有望回答一些長期以來困擾著天文學家的難題。這是人類第一次可以觸摸、品味、嗅聞我們的太陽。

太陽

自1958年以來，“接觸太陽”(TouchtheSun)的概念已計劃了50年之久，此次NASA計劃將在2018年夏天發(fā)射“太陽探測器”，預計2024年12月靠近太陽。觀測器雖無法進入太陽表面，但這將是人類史上第一次靠近太陽的觀測任務。

根據(jù)NASA的觀察，此次計劃探索最新的觀點有助于理解星星如何運轉的相關物理學，以及太陽與行星、地球的關系，并且能提高天氣的預測能力，改善會影響地球生命的主要天氣事件，以及協(xié)助太空衛(wèi)星和太空員的觀測。

“太陽探測器”將在距離太陽表面640萬公里內進行軌道運轉，這與以往任何一艘宇宙飛船面對的困難不同，必須在太空船裝備11.43公分左右厚的碳復合材料屏蔽層抵抗高溫輻射，承受高達攝氏1400度的溫度，才能探索太陽外部作出重要觀察。

預計7年后，“太陽探測器”將會完成20幾個太陽軌跡，使用7個重力補助飛行物不斷靠近太陽的日冕?！疤柼綔y器”在最靠近太陽的地方將以每小時72萬公里的速度行駛。

NASA太陽計劃 發(fā)現(xiàn)太陽的秘密

搞清日冕為何一面在“沸騰”一面是“冰凍”。

20世紀60年代，觀測發(fā)現(xiàn)由太陽噴出的連續(xù)帶電粒子流(德國天文學家路德維?！け葼柭鼘⑵浞Q為“太陽風”)存在一個從亞音速到超音速的突變。此前理論天體物理學家尤金·帕克在50年代第一個預言了太陽日冕會出現(xiàn)這樣的一個跳變。然而在此前后，類似SP+的一個探測任務的構想便被首次提了出來。

1958年，美國科學院辛普森委員會就提出了一個可以來回答這些問題的探測任務，它會在距離太陽只有4個太陽半徑處來測量太陽粒子和磁場。雖然在當時看似是一個了不起的想法，但最初的方案還是太過冒進了。目前的計劃則有所改變。SP+將會前往太陽系中還從未被探訪過的區(qū)域，而驅使著它的兩大謎團是日冕的高溫和太陽風令人不解的加速。這是長期折磨著太陽物理學家的兩大難題。

而太陽風則是困擾科學家的第二個謎團，太陽向整個太陽系噴射出熾熱的帶電粒子風——也就是所謂的太陽風，它的時速可以達到每小時數(shù)百萬英里。然而令人驚奇的是，在靠近太陽表面的地方，卻并沒有任何明顯的強風存在，可當太陽風抵達太陽系行星時，卻變成了真正的“狂風”，是地球風速的上萬倍，科學家懷疑，在太陽和行星之間可能存在一些未知因素，從而讓太陽風獲得了如此高的加速度。