12月15日美國宇航局NASA釋出訊息，在發射三年後，帕克太陽探測器在2021年4月，首次成功地飛越了太陽的日冕，也就是太陽的高層大氣，對太陽的粒子和磁場進行了取樣分析，該航天器成為了人類第一個“觸控太陽”的航天器。這是人類探測器首次如此近距離接觸太陽，其重要意義，不亞於首次登陸月球！
經過幾個月時間對探測器發回來的資料進行了分析，美國宇航局目前確認，帕克太陽探測器在2021年4月和2021年8月都飛躍了太陽的日冕，進入了太陽大氣層，距離太陽表面約為1300萬公里，大約是19個太陽半徑的距離，併成功探測到了特定的磁場和高能粒子。相關的最新研究將發表在最新的科學雜誌《物理評論快報》
上。
帕克探測器在太陽大氣層內拍攝的照片
探測器穿越太陽大氣層，可以獲得第一手的實測資料，使我們能夠更深入地瞭解太陽大氣層的物質構成、磁場結構及演化，進而可以分析出對太陽系的影響。帕克太陽探測器在今後的幾年中，將會多次飛躍太陽的日冕，預計在2024年達到距離太陽的最近點，距離約為600多萬公里，進一步對太陽進行深入的觀測和研究。
帕克探測器環繞太陽軌道
帕克太陽探測器
帕克太陽探測器，是由美國約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室設計並建造的，高約3米，探測器發射重量646公斤，於2018年8月12日在佛羅里達州卡納維拉爾角發射升空，其目的是探索和觀測太陽外部大氣層的結構，瞭解太陽風。這個探測器被命名為帕克太陽探測器，是為了紀念芝加哥大學名譽教授、天文學家尤金・帕克，帕克是太陽風科學的先驅，這是NASA第一次以健在人物命名航天器。
帕克探測器升空
以前，人類也曾經多次向太陽發射過探測器，對太陽的磁場、耀斑、太陽風、太陽黑子等許多方面進行過探測和研究。不過，帕克探測器的不同之處在於，它能夠飛得離太陽更近，真正穿越太陽的大氣層，飛躍太陽的日冕，這對深入研究日冕的形成和結構非常重要。
太陽風
我們知道，太陽發出的光芒每時每刻都在照耀著我們，不過，太陽不僅發出了陽光，它還向外不停吹出太陽風。這些太陽風，由大量帶電粒子組成，以高達每秒幾百公里的速度，不斷衝擊著太陽系內的所有行星。如果不加以保護，太陽風就會破壞行星的大氣層，把行星的大氣不斷地吹跑，吹到宇宙空間裡。
正是由於地球穩定、強大的磁場的保護，地球的大氣層才能夠穩定存在，不被太陽風所破壞，地球才能保持溫暖的氣溫和溼潤的環境，人類才能在地球上生存。所以，能夠深入地瞭解太陽風的構成和起源，對保護我們的地球至關重要。
地球磁場抵禦太陽風暴
帕克太陽探測器的任務
我們的恆星太陽，是由核心、輻射區、對流層、光球層、色球層、日冕層構成。光球層之下稱為太陽內部，光球層之上稱為太陽大氣。
太陽大氣結構中，最外層的是色球層，溫度大約5500攝氏度。往外則是過渡區，溫度可飆升到數十萬攝氏度；過渡區再往外就是日冕層，其距離太陽表面最遠，溫度卻是最高的，高達幾百萬攝氏度。
雖然，人類對太陽已經有了很多瞭解，但是有兩個問題一直困擾著科學家。為什麼會有太陽風？以及是什麼原因導致日冕層能夠超過太陽內部溫度，被加熱到幾百萬攝氏度？至今也沒有一個確切的答案。
這兩個問題，都是探索具有毀滅性的太陽風暴的關鍵因素。而太陽風暴可以破壞行星大氣層、擊垮電網、損壞衛星執行，破壞電子裝置，造成數萬億美元的損失，這些都與我們每個人息息相關。所以，帕克探測器的主要任務就是深入日冕層，透過實地探索尋找證據，最終揭開太陽風成因，及日冕物質的高溫之謎。
太陽風暴攻擊地球
為此，在帕克太陽探測器上，攜帶了五大觀測儀器。在這些儀器中，排在第一位的是“太陽風電子、阿爾法粒子與質子調查”（SWEAP），負責統計太陽風內的電子、質子和氦離子等各種粒子，這樣我們就能夠清晰地瞭解太陽風是由哪些物質組成的。
第二個是廣域相機，“太陽風寬視場成像儀”（WISPR），可以對太陽日冕、太陽風等進行成像，幫助我們建立對太陽風物理細節的觀測。
另外三個分別是，“電磁場調查”（FIELDS），“太陽綜合科學調查-高能粒子儀器”（ISIS-EPI）和“太陽探測器+日球層起源”（HeliOSSP），都是測量儀器，主要對太陽大氣層附近的電場、磁場、無線電輻射、各種高能粒子進行直接測量。透過這些儀器對太陽大氣層的觀測，我們就能夠深入瞭解太陽大氣層的物質構成，揭開日冕高溫之謎。
帕克探測器在組裝
溫度高達93萬℃，探測器為什麼沒有烤化
其實，在這次太陽探測中，隔熱技術才是重中之重。因為，太陽表面的溫度高達5500℃，而日冕的溫度更是高達幾百萬攝氏度，普通材料在這種高溫面前都會被瞬間氣化。本次帕克探測器測試到的溫度，就高達93萬℃，那麼，如何保證帕克探測器在如此高溫下，能夠完好無損並正常工作呢？
實際上，保護帕克太陽探測器的訣竅在於溫度、熱量以及空間密度的不同。
物體的溫度來自於內部粒子在做永不停歇的熱運動，所以溫度其實是表示了粒子的運動速度（或者說平均動能）。相比之下，熱量則代表了實際傳輸的能量的大小。在浩瀚的宇宙空間中，粒子的運動速度可以非常快，但它們不會傳遞很多熱量，因為空間中這些粒子的密度很低。雖然帕克太陽探測器所要飛入的日冕擁有極高的溫度，但那裡的粒子的密度卻非常低。
我們可以設想一下，如果把手放在熱爐前和把手伸進沸騰的開水中的區別（千萬不要嘗試）。顯然，放在熱爐前的手可以比放在開水中的手，能承受更長時間的高溫。這是因為，雖然兩者的溫度都非常高，但是前者的熱粒子密度更低，熱爐前的手會與更少的熱粒子相互作用，所以接收到的熱量更低。
同樣地，與太陽的表面相比，日冕的密度較低，所以帕克太陽探測器與較少的熱粒子相互作用，它並不會接收到過多的熱量。正因為如此，保護探測器上的隔熱罩預計只會被加熱到1370攝氏度，而不是幾百萬度。
帕克探測器的隔熱罩
約翰霍普金斯大學應用物理學實驗室設計了一種隔熱罩，由複合碳纖維材料構成，厚度為12釐米，能夠抵禦1400攝氏度的高溫。這個隔熱罩安裝在探測器的前端，表面為白色陶瓷物質，可以最大限度反射太陽光。有了隔熱罩的保護，探測器的主要儀器就可以在低於30℃的環境中正常工作，而不會發生故障。
為了以防萬一，在帕克探測器的周圍，還安裝了多個感測器，一旦溫度超過閾值，就會觸發探測器姿態自動調整，確保所有的儀器都處於隔熱盾的保護之下。
帕克探測器
朋友們也許會問，我們國家的探測器已經登陸月球和火星，什麼時候我們的探測器也能去“接觸”太陽呢？
實際上，我們國家也已經開始了對太陽的探測。2021年10月14日，我國在太原衛星發射中心採用長征二號丁運載火箭，成功發射了首顆太陽探測科學技術試驗衛星“羲和號”，實現了中國太陽探測零的突破。
雖然
“羲和號”無法近距離接觸太陽，但意義仍舊重大，它可以填補我國在太陽爆發源區高質量觀測資料的空白
。讓我們耐心等待
“羲和號”的探測結果吧。
