近日，美國航空航天局（NASA）成功發射了帕克太陽探測器，這顆人造衛星將花7年時間飛向太陽。它的使命是，去到有史以來距離太陽最近的軌道上，開展對日冕的觀測！
美國發射帕克太陽探測器 圖/中新網
同樣是在最近，中國科學家也公佈了一個探測太陽的計劃。不同的是，要發射一顆地球衛星，“躲”在地球的陰影裡，利用“日食”原理觀測日冕。這被稱為“地掩天蝕”計劃。
中外科學家的目標都是太陽。人類為何盯上了這個大火球？
“地掩天蝕”計劃原理示意圖 圖/新華網
為啥要去太陽？
說到太陽，大家會覺得，再熟悉不過了。
人們都知道，太陽對地球很重要，它給萬物帶來光明；地球上所有的食物，也都直接或間接來自太陽光的孕育。
我們對太陽這麼熟悉，還有必要專門研究它？並且，這個大火球掛在遙遠的宇宙中，要研究它需要投入的費用，是真正意義上的“天文數字”！
太陽就是個大火球 圖/視覺中國
其實，目前我們對太陽的瞭解非常有限，比如它為何會發光發熱，有怎樣的內部結構等，都還不太清楚。
因為不瞭解，太陽還給地球帶來不少危害。比如太陽黑子活動旺盛時，強烈的太陽風會對電網、通訊、衛星、飛機、定位導航系統等造成損壞，甚至直接導致報廢、癱瘓，同時也會對人類健康造成一定傷害。
為防範這樣的災害，人類需要對太陽的活動情況作出預報。然而要做到這些，其前提是要對太陽的活動規律、發生機理有足夠的瞭解。
有時肉眼也能看到太陽黑子 圖/視覺中國
為此，人類已經做過很多努力。從上世紀60年代開始，人類向太陽發射過多顆探測衛星，如蘇聯的質子號、宇宙號衛星，美國的太陽神號、先驅號、旅行者號探測器等。
1990年10月，美國發現號航天飛機將尤利西斯號太陽探測器送入太空，將人類對太陽的觀測活動推向了新階段。
尤利西斯號太陽探測器 圖/新華網
最近，美國NASA斥資14億美元發射的帕克探測器備受關注。之所以如此，是因為它與之前的那些探測器有明顯的進步，其出發，有跨時代意義。
首先，帕克探測器的軌道距離太陽非常近，它直接進入了太陽的外層大氣層。它最靠近太陽的軌道點距離太陽表面只有616萬公里。這是人類發射的探測器靠近太陽最近的一次！
616萬公里的軌道離太陽有多近？科學家做了個形象的比喻：假設太陽和地球距離是1米的話，那麼帕克探測器與太陽的距離只有4釐米！
帕克探測器軌道離太陽更近 圖/中新網
與帕克相比，之前人類的探測器最靠近太陽的記錄是4343.2萬公里。這是1976年美國發射的太陽神2號探測器創下的。且這個記錄已經保持了42年之久！
帕克在它的軌道上，將以每小時72萬公里的速度飛行，將成為移動速度最快的人造天體。當年太陽神2號的速度只有25萬公里/小時。
以此速度，如果帕克探測器是在地球表面飛行，它用一分鐘時間就可以從北京飛到紐約！
帕克探測器飛行速度驚人 動圖/央視
還有哪些未知？
隨著對太陽的觀測和研究，人類發現更多奇怪的現象。這些疑問又吸引人類要進一步去了解它、研究它。於是有了更強烈的要飛向它、靠近它的衝動。
比如，目前科學家已經瞭解到，太陽從內向外分為光球、色球和日冕三層。光球是我們平常所見的明亮的太陽圓面，太陽的可見光全部由光球面發出。
光球表面一個重要的活動現象是黑子。黑子是光球上巨大的氣流漩渦，在明亮的光球背景反襯下顏色顯得黑暗，其實溫度有4000℃左右。倘若把一個太陽黑子取出來，就可以發出相當於滿月的光芒！
太陽結構示意圖/資料圖
色球是貼近光球的一層大氣，平時看不到，只有在日全食時才能看到。這也正是中國科學家希望發射一顆地球衛星，躲在地球陰影裡，利用“日食”原理觀測太陽的原因。
在地球上看太陽，“日食”現象稍縱即逝，難以滿足科學家的觀測和研究需要。如果有一顆衛星，和地球公轉同步飛行，穩定處在日地延長線上，就可以獲得足夠的“日食”觀測數據。
“地掩天蝕”計劃的“日食”原理 圖/新華網
色球再向外，就是日冕。日冕位於太陽的最外層，屬於太陽的外層大氣。太陽風就是從日冕中向外發出的。
人們觀測發現，日冕上分佈著一些長條形或不規則形的暗黑區域，就像一個個黑洞，這就是“冕洞”。太陽風的帶電粒子流就是從冕洞中噴射出去的。
帕克探測器就是要穿過太陽大氣層，直接靠近太陽日冕。這是人類歷史上最靠近太陽的一次！
日食時最容易觀察日冕部分 圖/視覺中國
通過前期的觀測和研究，科學家發現一個奇怪現象，太陽的溫度，竟然是從內向外逐漸升高的——光球頂部接近色球的地方溫度約4300℃；到了色球頂部溫度高達幾萬℃；再往外，到了日冕區，溫度陡然上升到上百萬℃！
就像“水往高處流”一樣，太陽“外部更熱”的現象違反自然法則，明顯有悖常理，至今仍然困擾著科學家。
這，也正是帕克的使命，它將長途奔襲，飛向1.5億公里外的太陽，去努力揭開這一謎團！
帕克號踏上“逐日之旅” 圖/中新網
日冕區溫度高達上百萬℃，日冕外圍也有1300℃以上，足以熔化鋼鐵，帕克探測器如何能在那樣的軌道上飛行？這正是人類以前的太陽探測所不具備的技術含量所在。
帕克探測器有個高溫防護罩，厚達11.5釐米，由特殊的碳複合材料製成，外面還有白色陶瓷反射層，且帶有水冷卻系統。帕克在軌飛行過程中，探測器處在防護罩陰影裡，能始終保持28-29℃的舒適工作溫度。
這，相當於人手放在烤箱中而不會被灼傷！
帕克的另一個使命，也是困擾人類的一大難題：為啥會有太陽風？太陽風有多高的速度？太陽風暴的原理究竟是啥？
帕克號具有專門的防高溫構造 圖/央視
神秘的太陽風
太陽風雖然叫做“風”，其實這只是一個比喻。地球上空氣分子的流動產生風。太陽表面沒有空氣分子，卻有比原子更小的基本粒子——質子和電子，它們流動的原理和和空氣流動相似，因此得名“太陽風”。
地球上空氣密度很大，每立方厘米有2687個分子；但在星際空間中粒子非常稀薄，每立方厘米只有幾個到幾十個粒子。雖然粒子密度稀薄，但它們的流動速度很大。地球上臺風的速度是每秒32.5米以上，而地球附近的太陽風一般350-450千米/秒，是地球風速的上萬倍！最猛烈時甚至可達800千米以上。
這樣的高速度，可以想見它有多麼大的破壞力！
日冕拋射帶電粒子流 圖/視覺中國
太陽風有兩種，一種是不斷地從日冕層輻射出來，速度較小，粒子較少，稱為“持續太陽風”。另一種是太陽活動劇烈時發出的，速度大、粒子多，被稱為“擾動太陽風”。後一種太陽風的破壞力更大。
太陽的能量在發生變化，當黑子活躍時，太陽能量增強，向外釋放的帶電粒子流也增加。這就是“太陽風暴”現象。高速粒子流闖入太空，會對地球空間產生巨大沖擊。會影響通訊，干擾衛星，破壞臭氧層，還影響人的健康。
科學家把太陽風暴比喻為“太陽打噴嚏”。太陽一打噴嚏，地球就會發燒！
“太陽風”這一現象，是美國物理學家尤金·帕克在1958年發現的。這是20世紀空間探測的重要發現之一。至今經過半個多世紀的研究，人類對太陽風的物理性質有了一定了解，但一直弄不明白太陽風是如何起源和加速的。
最近美國發射升空的“帕克”探測器，其命名正是向今年91歲的尤金·帕克致敬！這也是美國第一次用在世的科學家的名字來命名一個探測項目。
探測器因尤金·帕克教授而得名 圖/NASA
人們對太陽風的直觀感覺，來自彗星和極光現象。
很多人都看到過彗星，它們拖著長尾巴從夜空中劃過，外形非常奇特。在古代，人們不瞭解這種奇怪的星體，甚至稱之為災星。
後來人們知道，彗星的形成和太陽風有關。所有的彗星出現時，它的彗尾都背向太陽，越靠近太陽彗尾越長、越亮。這正是因為，來自太陽的帶電粒子流碰到彗星，將彗星周邊的塵埃和氣體都吹向了彗星身後。
拖著長尾巴的彗星 圖/視覺中國
極光也與太陽風有關。但為何有時有、有時沒有？
這也不難理解。太陽風吹向地球，但一般情況下並不能進入大氣層。因為地球有自己的防護罩，即磁場。地球磁場在太陽風的衝擊下，會變成一頭大一頭小的蛋狀，在太空中綿延數萬公里。
太陽風作用下的地球磁場 圖/視覺中國
但在太陽活動劇烈時，帶電粒子流速度大，碰到地球會沿著地球磁場落向兩極，地球兩極的高層大氣在太陽風的轟擊下產生放電現象，於是產生了絢麗壯觀的極光。
科學家觀察到，在太陽風暴活躍期，一連幾天，極光現象都會很強烈，甚至在溫帶地區都能看到。
這時候羅盤指針也會不安分起來，會發狂地擺動，因此這種效應也稱為“磁暴”。
絢麗壯觀的極光現象 圖/視覺中國
地球的磁場防護罩也不是沒有漏洞，科學家已推算出有縫隙存在。因此地球始終處於太陽風災害的威脅之下。上世紀70年代的一次太陽風暴，曾導致蘇聯“禮炮號”空間站脫軌；1989年的太陽風暴，曾使加拿大魁北克和美國新澤西的供電系統受破，損失超10億美元。
而另一方面，蘊藏極大能量的太陽風吹向地球，也是一種潛在的能量來源，如何化害為利、將之馴服為人類服務，這也是科學家正在努力研究的內容之一！
禮炮號空間站曾受太陽風影響 圖/視覺中國
新聞鏈接：太陽風災害事件（以下資料整理自網絡）
1989年3月13-14日，太陽風暴襲擊加拿大魁北克電站，電壓器被燒燬，造成該地區電網停電；很多近地衛星和同步軌道衛星發生異常、軌道改變，甚至報廢，全球無線電通信受到干擾或中斷，輪船、飛機的導航系統失靈：日本一顆通訊衛星異常，美國一顆衛星軌道下降，美國海軍的4顆導航衛星提前一年停止服務，預警跟蹤目標丟失6000多個。
1991年4月29日，強磁暴發生後使美國緬因州核電廠發生災難性破壞。
1994年1月20-21日，兩個加拿大通訊衛星發生故障。
1997年1月6-11日，日冕物質拋射使AT&T公司通訊衛星報廢。
1998年5月19日，美國銀河四號通訊衛星失效，同時德國一顆科學衛星報廢。
2000年7月14日，歐美一些重要科學研究衛星受到嚴重損害，日本的ASCA衛星失控，AKEBONO衛星的計算機遭到破壞。
2003年10月28日，歐美多個重要科學研究衛星受到不同程度損害，日本“回聲”衛星失控。
2006年12月13日，太陽風暴對我國短波無線電通信造成嚴重影響：廣州、海南、重慶通信中斷達3小時；衛星也受此影響，故障頻繁。
飛向太陽！人類“逐日”翻開新篇章 動圖/央視
未來我們將不再為太陽風災害擔心 圖/視覺中國
夏楊 人文工作室
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