奔向太陽和逃離太陽，哪一件事更難做？

太陽系中心是一個危機四伏的目的地，但美國宇航局仍要一往無前。8月11日凌晨，宇航局的帕克太陽探測器從佛羅里達州發射升空。9月，這顆探測器將抵達金星，而後7次飛掠金星，以減慢飛行速度。最終，帕克探測器將結束與金星的會合，進入一條距太陽很近的軌道——與日表之間的距離不到390萬英里（約合630萬公里），只有以往太陽探測器的七分之一。

藝術概念圖，帕克探測器環繞太陽飛行

在很短的時間內，人類在所能觸及的每一個宇宙角落播散「我們在地球」的信號。我們將數百顆衛星送入太空，像毛毯一樣包裹地球。我們向一系列行星和衛星派遣飛船，環繞它們的軌道飛行，在它們的地表跋涉。幾年前，我們的飛船穿過太陽系邊緣，進入漆黑一片的系外世界。飛出太陽系是人類取得的一項驚人成就，彰顯人類文明的智慧和工程技術。不過，飛出太陽系要比造訪太陽容易得多。現在，美國宇航局的帕克探測器正在奔赴太陽途中。

8月11日凌晨，宇航局的帕克太陽探測器從佛羅里達州發射升空。9月，這顆探測器將抵達金星，而後7次飛掠金星，以減慢飛行速度。最終，帕克探測器將結束與金星的會合，進入一條距太陽很近的軌道——與日表之間的距離不到390萬英里（約合630萬公里），只有以往太陽探測器的七分之一。

1月，宇航局開始測試帕克探測器。這顆探測器在一個真空艙度過7周，模擬在太空中遭遇的嚴酷環境

聽起來可能很奇怪，但「訪日」確實要比「出系」困難得多。太空探索顧問和工程師蘭德·希姆伯格表示：「每當聽到有人說『派遣飛船造訪太陽』這樣的話，我都會付之一笑，因為他們根本不知道這是一場怎樣艱難的旅程。」

太陽之旅的難度體現在軌道力學上。軌道力學研究自然力如何影響火箭、衛星以及其它太空探索設備的運動。墜落太陽似乎不費吹灰之力，因為太陽的引力拖拽太陽系內的一切天體。但地球、其它行星以及它們的衛星高速環繞太陽運行，讓自身不必臣服於太陽的巨大引力。這雖然讓地球避免墜落太陽的厄運，但也給探日飛船帶來巨大挑戰。

帕克探測器的隔熱罩就像是一塊三明治，兩塊碳纖維合成板夾著4.5英寸（約合11.5厘米）厚的輕型碳泡沫芯。為了儘可能多地反射太陽熱量，隔熱罩的向陽面採用了一種特殊的白色塗層

帕克任務設計和導航負責人郭艷萍（Yanping Guo，音譯）表示：「為了前往火星，你只需要略微提升一下軌道速度。但如果目的地是太陽，你就要從根本上降低動量。」在約翰斯·霍普金斯大學的應用物理學實驗室，郭艷萍在長達17年時間裡一直致力於帕克探測器項目。

前往火星等深空目的地的探測器可以藉助地球的動量提升速度。但對於一艘奔赴太陽的飛船，它必須在相反方向上加速，幾乎要達到與地球旋速相同的程度。由於抵消地球旋轉產生的影響，飛船屈從於太陽的引力並開始墜向太陽。然而，當前的火箭技術幾乎做不到這一點，飛船必須獲得其它行星的引力助推或者說進行「彈弓機動」。

「新地平線」號冥王星探測器

飛船通常利用引力助推前往太陽系深處。2007年，「新地平線」號冥王星探測器靠近木星，利用這顆巨行星的引力加速，最後以更快的速度離開木星。為了進一步靠近太陽系中心，帕克探測器要7次藉助金星的引力助推。通過一次次掠過金星，帕克逐漸抵消地球動量。

根據帕克項目組最初的設想，這顆探測器將從木星獲得引力助推。憑藉巨大的體積以及與之相對應的引力，木星堪稱太陽系的「引力助推之王」。如果是這樣情況，帕克只需要飛掠木星兩次。郭艷萍指出：「在不藉助引力助推的情況下，太陽是整個太陽系內最富挑戰性的目的地。當前的任何運載工具，甚至在不久的將來登場的最為強大的運載工具，也沒有能力讓一艘航天器抵達太陽。你必須藉助引力，不只是普通的引力助推，而是利用最強大的引力助推。」

「朱諾」號拍攝的木星南極

如此長距離的迂迴要求帕克太陽探測器使用核動力。但在大概十年前，宇航局通知帕克團隊不能研製核動力版本。工程師不得不重新規劃帕克的飛行路線。他們當時認為由於距離太陽過遠，太陽能飛船無法在木星附近正常運轉。慶幸的是，情況最終發生改變。2016年，太陽能驅動的「朱諾」號探測器抵達木星，自此之後一直環繞木星軌道運行。雖然可以依靠木星的引力助推，但對帕克任務並不是一個理想選擇。

帕克團隊對諸多選擇進行研究，然後選定了金星。從某種程度上說，這條新路線能夠收到更好的效果。如果利用木星的引力助推，帕克探測器能夠飛到距太陽更近的地方，但它只能兩次飛掠太陽。而在金星引力助推的幫助下，帕克探測器則能在一生之中完成24次飛掠。如此一來，這顆探測器能夠獲得更多時間，在新的探日路線中採集更多樣本。科學家們希望此舉能夠幫助他們找到一系列重大疑問的答案，進一步加深對太陽的認知。

金星全景照

此前，宇航局已經多次發射衛星，執行太陽觀測任務，但太陽物理學（研究太陽對太陽系的影響）仍舊是一個比較新的研究領域。帕克將穿過太陽最神秘的區域之一，也就是日冕。日冕是從太陽表面（光球層）延伸數百萬英里，由炙熱等離子體構成的外層。與光球層不同，日冕只有在發生日食時才能被肉眼觀察到，就像去年掠過美國的日食。

日冕的溫度超過100萬攝氏度，而光球層只有6000攝氏度左右。科學家並不知道日冕為何如此炙熱。此外，他們也不清楚太陽如何源源不斷地產生帶電粒子流，也就是太陽風。太陽風就像觸角一樣在整個太陽系延伸。

帕克探測器獲取的數據將幫助科學家改進危險耀斑（如圖）的預測。強太陽風暴能夠破壞電網和干擾衛星

科學家對太陽風的研究已經有60年歷史。1958年，美國天體物理學家尤金·帕克首次描述太陽風的動力學特徵。他在今年夏天接受《航空&航天》雜誌採訪時指出：「當時絕大多數人無法接受，產生深深的懷疑。」值得一提的是，帕克任務正是以他的名字命名。

4年後，懷疑者閉上了嘴巴，當時宇航局「水手2」號飛船在奔赴金星途中觀測到太陽風的存在。在隨後的幾十年，隨著更多飛船和衛星入主太空，相關證據不斷增多。2013年，「旅行者1」號在逃離太陽系並遭遇溫度較低的星際空間粒子時也探測到太陽風的存在。

太陽系八大行星全家福

為了這一次的冒險之旅，帕克探測器可謂全副武裝。它的隔熱罩就像是一塊三明治，兩塊碳纖維合成板夾著4.5英寸（約合11.5厘米）厚的輕型碳泡沫芯，能夠經受住近1377攝氏度的高溫考驗。這顆探測器有兩塊太陽能電池板，水穿過電池板內的管子，進入散熱器，起到冷卻電池板的作用。自主電腦系統會計算外部熱量，以決定收起部分電池板還是將將它們暴露在陽光下。

帕克的科學儀器會在26攝氏度的舒適環境下運轉，以免遭強烈的陽光照射。帕克任務預計於2025年結束。經過數年的觀測，在最後一次將數據傳回地球後，這顆探測器將屈服於太陽的引力。到了那一天，任何人都無法改變帕克的命運。它將逐漸墜落太陽，在熾熱的高溫中分解成碎片，最後化為烏有。很多年前，人類完成了逃離太陽系的壯舉。現在，我們又藉助帕克探測器直闖太陽系的心臟。

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