美国宇航局展开“追日”任务

这注定是一次飞向一颗普通恒星的非凡旅程。如果一切按计划进行,一艘无人太空探测器定于上周六发射升空,飞向太阳(由于技术问题,该探测器推迟一天,于2018年8月12日发射–译者注),飞到比之前任何航天器都更接近太阳的地方。帕克太阳探测器(Parker Solar Probe)将用约7年时间飞抵目的地,途中利用金星的引力进入环绕太阳更近的轨道。

这一工程壮举将使伊卡洛斯(Icarus,希腊神话人物,因飞得太高,蜡造的双翼遭太阳溶化,他跌落水中丧生–译者注)哭泣:这个小轿车大小的NASA探测器的设计宗旨是要与日冕小心接触,并生存下来;日冕是太阳大气的温度极高的最外层,厚度达数百万英里,只有在日全食时才能看到,显示为一个闪烁的光环。帕克号探测器的装甲是一个厚度超过11厘米的碳复合材料隔热罩;它将由一个太阳能驱动的冷却系统来维持。

帕克号探测器将飞入距离太阳表面400万英里范围内–超过太阳神2号探测器(Helios 2),后者在1976年到达距离太阳表面2,700万英里的位置–并能承受高达1400摄氏度的高温。NASA诗意地将这项任务宣称为人类“触摸太阳”的尝试。

这项酝酿了60年之久的“触摸”努力有两个平行目标。第一个任务是研究太阳风。太阳风是从日冕不断射向太空的高速带电粒子流,时速高达180万英里。太阳风提醒我们,太阳不仅给太阳系带来了热能和光亮,还是我们周围宇宙磁场活动的主要来源。猛烈的太阳风不停地冲击着地球自身的磁场,在穿透地球磁场的同时既创造出美轮美奂,也会带来灾难:美轮美奂体现为极光–极地天空中迷人的色彩瀑布:灾难是对电网和卫星造成的电子干扰。追踪太阳耀斑及其他日冕物质抛射如何转化为剧烈的“空间气象”,可能有助于将其造成的破坏和服务中断降至最低。

第二个目标是回答一个基本问题:恒星如何工作?具体而言,为什么日冕比1000英里之下的太阳表面要热得多?日冕的温度有200万摄氏度或更高;其下面光球层(可见表面)的温度仅为5,500摄氏度。这不符合直觉,因为日冕距离太阳核心的核聚变熔炉更远。马里兰州约翰•霍普金斯大学(Johns Hopkins University)的高级任务科学家尼基•福克斯(Nicky Fox)说,这就好比“你从篝火旁走开,突然感觉更热了”。

炽热的日冕的神秘之处可能在于太阳磁场的旋转结构。日冕充满了疯狂运动中的磁场带、环和流光。有一种理论认为,这些环状、突出的磁场线不断地断裂和重组,就像粘稠的意大利面条。一些人推测,这个过程(即所谓的磁场重联)如此剧烈,以至于可以释放出足够的能量来产生反常的高温。帕克号探测器可以通过在24次绕日飞行期间测量电场和磁场来揭示这个日冕谜题。

NASA这一任务以美国科学家尤金•帕克(Eugene Parker)的名字命名–这是首次给依然在世的人士这一殊荣。1958年,帕克通过严谨的数学计算推导出太阳风的存在。这个想法最初受到了奚落;1962年,水手2号探测器(Mariner 2)证实了他的结论。现年91岁的帕克教授大部分职业生涯都在芝加哥大学(University of Chicago)度过。他一直是我心目中的科学英雄之一,因为他足不出户就能够推导出遥远世界的真相。

福克斯教授表示,他还很谦虚。她在陪同帕克参观“他的”航天器时,同他进行了交谈。“他说,‘你知道吗,尼基,我所做的只是写了篇论文’,”她回忆道,“尤金•帕克丝毫没有自夸,只是夸赞那些建造了这颗真正了不起的探测器的人士,它将飞往最严酷的环境。”

尤金•帕克就像这个探测器本身一样:谦虚的外表下隐藏着恒星般的雄心。(转载自FT中文网)

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