我們可以離太陽有多近？1926年時羅伯特.戈達德創(chuàng)造了世界上第一個液體燃料火箭，在1957年的時候，蘇聯(lián)發(fā)射了人造地球衛(wèi)星，之后不到5年時間里，尤里.加加林成為了第一個進入太空的人類，在20世紀60年代末的某一天，全世界都在看著尼爾.阿姆斯特朗和巴茲.奧爾德林在月球上行走，之后1977年發(fā)射的旅行者1號到達了土星和它最大的衛(wèi)星土衛(wèi)六，然后它繼續(xù)前進，離太陽越來越遠。在它發(fā)射的30年之后,我們關(guān)于宇宙的目光，越來越頻繁地向太陽系的最遠處延伸，而且有可能會超出太陽系。但現(xiàn)在nasa前所未有的將它的目光聚焦在一個燃燒的，發(fā)燙的球上，一個可以保護地球上一切生命的球上。

所以我們可以真正到達離太陽有多近的地區(qū)？就距離而言，到達恒星所需要的距離，比起逃離太陽系，似乎是一個更有可能實現(xiàn)的目標。但是真實的情況卻是相反的，這是一個有關(guān)引力的問題，這種基本的作用力，會把所有物體拖進太陽的核心。但是地球和每一顆行星，卻不會掉進這樣一個火紅的墳?zāi)埂＿@是因為它們在圍繞太陽的軌道上，轉(zhuǎn)的足夠快，理論上可以抵消這種拉力，而在現(xiàn)實生活中，這使得車輛更容易朝外邊行駛，這是因為軌道的速度往往朝向軌道的外邊。

但要向太陽飛，探測器每一個噴頭鎖噴射氣體的速度都需要與地球在其軌道上的運行速度19英里每秒相一致，同時朝著地球運動的相反方向噴射，但這幾乎是目前不可能完成的壯舉，這使事情變得相當復(fù)雜，讓探測器發(fā)射升空和讓它保持在軌道上都是很棘手的任務(wù)，但是這并不意味著一旦旅程開始，事情就會變得容易。

科學(xué)家和工程師必須設(shè)計出最先進的系統(tǒng)，這種系統(tǒng)必須能夠承受太陽的巨大能量，同時能夠穿越地球與太陽系中心之間1.5億公里的距離，這個距離也被稱為一個天文單位，它絕不是一個無關(guān)緊要的長度，所需要的路線也絕對不是直接到達太陽。但我們現(xiàn)在已經(jīng)做的要比這多的多，旅行者1號在其破記錄的飛行旅程中飛行了140多個天文單位。此時旅行者1號已駛向未知，但是任何一艘朝著太陽飛的飛船，都在朝著我們已經(jīng)知道的東西飛去，但我們現(xiàn)在所知道的大部分并不能讓我們找見一個好客的目的地來解決距離太陽過近溫度過高的問題。

太陽的半徑接近70萬公里，由多個圈層組成，它到底有多熱呢？溫度在太陽不同圈層上的變化很大，但毫無疑問，核心區(qū)域是最熱的部分，溫度能達到2800萬華氏度左右。越靠近太陽表面，溫度就下降的越快，等到達太陽大氣層的光球?qū)訒r，溫度驟降到10000華氏度左右。按照這樣的原則，太陽大氣層的最外層-日冕的溫度應(yīng)該是最低的，但事實恰恰相反，日冕的溫度能輕易上升至數(shù)百萬華氏度。研究人員推測造成這種現(xiàn)象的原因很可能是毫米耀斑引起的，毫米耀斑雖小，但能產(chǎn)生劇烈的熱爆炸，釋放大量的能量進入大氣。

同時日冕還會以太陽風的形式釋放帶電粒子，這種現(xiàn)象會擾亂地球磁場，破壞電力系統(tǒng)。這一切都意味著我們對太陽靠近的嘗試和探索并不是一帆風順的，我們面臨的危險在不斷增加。事實上，為了更好的探索，無論是圍繞太陽高層大氣的多重未解之謎還是它對我們?nèi)粘Ｉ畹挠行斡绊?，在各個方面都有潛在的一個待解決任務(wù)---探測器在高溫下的融化問題。美國宇航局認為，是時候在2018年之前利用帕克太陽探測器去解決這些謎題了。1976年，赫利俄斯號探測器飛行距離太陽最近的記錄是在距離目標約9個天文單位或4300萬公里的時候，這次活動幫助了我們?nèi)チ私馓栵L和宇宙射線。

而美國宇航局最近發(fā)射的帕克太陽探測器已經(jīng)打破了赫利俄斯號的記錄, 他們的最終目標是讓它成為第一個觸摸太陽的人造設(shè)備。帕克的任務(wù)很簡單，進入太陽上層大氣并收集數(shù)據(jù)，重點是研究太陽風形成背后的機制。這是一項崇高的探索行動，但是帕克計劃如何實現(xiàn)它的目標呢？因為我們知道直接飛向太陽的技術(shù)還不存在，因此，觸摸到太陽表面的計劃是不可行的。探測器只是被設(shè)置為進入日冕，并在行星或天文物體的幫助下盡可能近距離靠近太陽飛行，引力彈弓會幫助改變探測器的方向和速度, 同時不斷減少燃料，這樣才能到達太陽。帕克的飛行路線會定期經(jīng)過太陽系中的其他行星-金星，計劃7次飛越金星，在此期間，探測器通常會利用一些行星產(chǎn)生的動量，對探測器本身提供實質(zhì)性的速度提升和轉(zhuǎn)向。

2018年10月“帕克”太陽探測器就足以打破阿波羅二號創(chuàng)下的記錄并將于2025年完成飛越水星的任務(wù)?！芭量恕碧柼綔y器將以兩倍多的速度到達距離我們中心恒星650萬公里的地方。引力的存在有助于解決NASA有關(guān)于動量和距離的難題，但是還存在一個關(guān)于日冕層溫度的問題就是它捉摸不定的溫度阻止“帕克”太陽探測器比炎炎夏日中的冰淇淋融化的還要快。

首先，是溫度與熱的區(qū)別。溫度指的是粒子的運動速率。這意味著如果周圍只有很少的粒子或者幾乎沒有粒子，他周圍的任何粒子都于粒子之間的能量轉(zhuǎn)移有關(guān)，所以即使日冕層溫度高的離譜，只要大氣密度低就意味著轉(zhuǎn)移的能量和產(chǎn)生的熱量更少。在地球上，這一原理解釋了為什么你可以舒服地坐在一個溫度與沸水相當或溫度高于沸水的桑拿房里。因此，即使太陽大氣溫度可能高達百萬攝氏度，但“帕克”太陽探測器只需要承受幾千度的熱量。雖然日冕層仍然非常熱，但是探測器需要在將近七年的時間里接受它不斷的沖擊并存活下來。

所以如果他真的成功了，這將名垂千秋。盡管制造“帕克”太陽探測器的成本高達15億美元，這是由于其創(chuàng)新的熱保護系統(tǒng)（TPS）。科學(xué)家們?nèi)匀幌Ｍ词乖跊]有這種熱保護技術(shù)的情況下，它也能夠承受高達2500攝氏度的高溫。毫不夸張的說，NASA的雄心壯志仍然只是如科幻小說般的存在。TPS調(diào)節(jié)范圍很大，它將內(nèi)部溫度設(shè)置在85華氏度左右，但它的重量卻比美國人的平均體重160磅還要輕。它形似盾牌并由一塊4.5英寸厚的碳泡沫夾層組成，夾在了兩塊可彎曲的碳片之間。“帕克”不會融化因為TPS會阻止熱量進入飛船核心。

最后，NASA在保護罩上噴涂了一層白色的氧化鋁層，這層防護罩會保護“帕克”，就像太陽的能量從探測器上消失一樣，對“帕克”幾乎毫無影響。但是在長達近七年的旅行里沒有燃料能支撐“帕克”到達目的地。因為在首次發(fā)射后，探測器已經(jīng)使用完它的燃料，接下來將利用太陽能去維持尖端冷卻系統(tǒng)，太陽能電池板將支撐航天器加速通過太陽系的24個圍繞恒星的計劃。考慮到它的最終目標，太陽能應(yīng)該不會太難獲得，因為“帕克”太陽探測器預(yù)計到達到達近日點的距離是指一個物體最接近太陽的時刻。

在2025年之前，即在帕克太陽探測器結(jié)束其飛行任務(wù)之前，它將經(jīng)歷24次這樣的時刻（環(huán)繞太陽飛行24圈）。帕克太陽探測器在飛行中經(jīng)過的大多數(shù)軌道會縮短它和太陽之間的距離。據(jù)美國宇航局預(yù)測，（帕克太陽探測器與太陽）最接近的一次將發(fā)生在它第22次繞日飛行期間，預(yù)計兩者間距約為610萬公里，只有0個天文單位，當時帕克的飛行速度應(yīng)是在每小時40萬英里左右。2024年12月24日將是一個標志性的日子，那是全人類最接近太陽的一天，至少帕克到太陽的距離只有幾百萬公里。在帕克進行最后一次繞日軌道飛行并最終屈服于太陽的威力時，此次觀測研究太陽的任務(wù)即將結(jié)束。它將在受熱過程中逐漸解體并成為太陽大氣層的一部分。對于帕克這一宏偉的技術(shù)產(chǎn)物而言，這無疑是最合適的結(jié)局。

宇宙飛船是用于在外太空飛行的交通工具或機器。作為一種人造衛(wèi)星，宇宙飛船用途廣泛，包括通信溝通、地球觀測、氣象研究、導(dǎo)航指引、太空殖民、行星探索以及人貨運輸。除單級入軌飛行器外，所有的航天器都無法自行進入太空，需要借助活動發(fā)射裝置(即運載火箭)。

在亞軌道太空飛行中，太空飛行器進入太空，隨即返回地面，因為其沒有足夠的能量和速度可以繞地球一周。而在軌道太空飛行中，航天器會進入環(huán)繞地球或其他天體的封閉軌道運行。

用于載人航天的飛行器會將機組人員或乘客送入軌道(空間站)，而用于進行機器人太空任務(wù)的航天器則是自動或是遙控運行。用于科學(xué)研究的機器人航天器被稱之為太空探測器。人造衛(wèi)星則是停留在行星軌道上的機器人航天器。到目前為止，只有少數(shù)星際探測器能在非太陽系的軌道上運行，如先驅(qū)者10號和11號，旅行者1號和2號，以及新視野號。

軌道航天器有返回式的，但大多數(shù)是非返回式的。根據(jù)重新進入地球大氣層的方式不同，返回式的航天器可分為非翼型和翼型兩種。返回式航天器可重復(fù)使用 (可再次發(fā)射或多次發(fā)射，如SpaceX“龍”號載人飛船和航天飛機軌道器)，也有一次性的(如聯(lián)盟號飛船)。近年來，越來越多的航天機構(gòu)傾向于制造可重復(fù)使用的航天器。

參考資料

1.天文學(xué)家把太陽結(jié)構(gòu)分為內(nèi)部結(jié)構(gòu)和大氣結(jié)構(gòu)兩大部分。 內(nèi)部結(jié)構(gòu)由內(nèi)到外可分為太陽核心、輻射層、對流層3個部分；大氣結(jié)構(gòu)由內(nèi)到外可分為光球?qū)?、色球?qū)雍腿彰帷?太陽的核心區(qū)域雖然很小，半徑只占太陽半徑的1/4，但卻是產(chǎn)生核聚變反應(yīng)之處，是太陽的能源所在地。

2.日冕 (solar corona)，一種 自然現(xiàn)象 ，是指 太陽大氣 的最外層（其內(nèi)部分別為 色球 層和 光球 層），厚度達到幾百萬公里以上。 色球?qū)又鉃槿彰釋?，它溫度極高，日冕溫度有100萬攝氏度， 粒子數(shù)密度 為10 15 /m 3 。

3.帕克太陽探測器

“帕克太陽探測器”，是以太陽風科學(xué)的先驅(qū)、芝加哥大學(xué)名譽教授、天文學(xué)家尤金?帕克命名的航天器，是NASA第一次以健在人物命名的航天器。太陽探測器(SP)是第一個飛入太陽日冕的飛行器。