太阳日冕温度是一个未解之谜，等效温度高达110万摄氏度高温以上，但却不知“热量从何处来？”随着NASA帕克探测器逐渐抵达近日点，这个谜团将一步步被揭开。太阳对我们而言还是保留了太多的秘密，而帕克太阳探测器可以帮助我们解开关于太阳的谜团。美宇航局花费15亿美元研发了帕克太阳探测器，并于2018年8月将其发射升空，目的是深入了解太阳内部。
该任务的科学家们的研究目标包括两大难题：第一是太阳持续发出的粒子流，也就是太阳风，如何达到惊人速度？；第二是太阳大气或日冕的温度（110万摄氏度）为何比表层（6千摄氏度）高那么多？这两个问题堪称终极难题，为了对付太阳日冕110万摄氏度，帕克太阳探测器用了一个小妙招。
图注：这是一张帕克太阳探测器进入日冕区的想象图
图注：太阳日冕110万摄氏度，帕克太阳探测器用了一个小妙招
碳复合隔热盾立功了
帕克太阳探测器悍然进入日冕区将为我们带来这两大难题的答案，该探测器大概每5个月就能在炙热的太阳大气中快速移动，与太阳来个亲密接触。截至目前，帕克太阳探测器对太阳内部探测的最远距离已经达到距离太阳表层2400万千米。早在1976年，美国和前西德合作发射的太阳神2号飞船已经成功探测距离太阳表层4273万千米的轨道上。当时太阳神2号飞船约24万千米每小时的飞行速度也刷新了历史记录，不过这一飞行速度被2016年7月美宇航局约26万千米每小时的朱诺木星探测器赶超。然而，现在帕克太阳探测器才是真正的速度王者，最高飞行速度达约34万千米每小时。
图注：位于探测器前端的碳复合材料隔热盾
图注：隔热盾正在制造时的模样
为了应对极端恶劣的日冕环境，帕克太阳探测器必须使用11.4厘米厚度的碳复合材料防护盾进行全副武装，帮助飞船及其运载的科学设备抵御来自太阳的高温和强烈辐射。如果没有这个防护盾，那么帕克太阳探测器在抵达日冕区后将熔化。11.4厘米厚度的碳复合材料防护盾采用了NASA最先进的隔热技术，也是目前人类在航天领域使用的最先进隔热材料。帕克太阳探测器上的科学设备有能够测量电场、磁场等的菲尔兹实验套件、能够定义太阳大气内外高速移动电子、质子等特性的太阳综合科学研究仪器、广域成像仪器、一组形成日冕及附近区域图像的望远镜。
图注：隔热盾安装到帕克探测器上
图注：可以看到隔热盾有6个固定点
在太阳风中穿越
太阳风的速度比较慢，在180万千米每小时以下，而高速太阳风的移动速度则是慢太阳风的大约两倍。帕克太阳探测器上搭载的菲尔兹实验套件正从慢太阳风中获得物质，高速太阳风来自太阳两极附近的一大块日冕洞，在那里外层大气比正常环境下温度更低，厚度更薄。从菲尔兹实验套件的数据分析，慢太阳风的起源是太阳0°附近的小型日冕洞。另外太阳磁场经过飞船时会反转180°，在很短时间内又会恢复正常。太阳磁场的反转或与等离子喷流相关，不论是磁场反转或是喷流，都是太阳风发热过程的重要角色。太阳风电子、阿尔法射线和质子探测器数据显示，太阳磁场反转造成磁力线扭曲成S形，同时使太阳风加快移动速度。
帕克太阳探测器接收高能太阳粒子的时间之所以长于预期，或许是这些粒子并不是直线射向探测器的，而是沿着S型路径。除此之外，仪器探测到粒子多重态爆发，这是在地球观察不到的。这个发现足以震惊天文界，即就算状态不是特别好，太阳也能散发出无数太阳高能粒子。太阳活动周期为11年，目前太阳正处于比较不活跃的时期。
图注：帕克WISPR仪拍摄的图像，这就是所谓的太阳风粒子
这次太空任务能够更好地帮助科学家了解太阳高能粒子的起源、为何加速以及如何传输，以便之后为卫星和宇航员提供更专业的设施保障。科学家利用广域成像仪器可以清楚地看到关于太阳、日冕层以及太阳四周复杂的动荡区图像。广域成像仪器的这个功能往往可以在研究报告中起到承上启下的作用。
就拿太阳周围存在的无尘区来举例，虽然科学家先前已经对此产生猜测，但是还没有直接的证据能够证明，广域成像仪器拍摄的图像就帮了大忙。科学家从帕克太阳探测器的图像上还发现太阳风在空间分布上会出现差异，和太阳磁场反转相同，探测器还告诉科学家来自太阳的等离子流是组成年轻太阳风的重要部分。
图注：在不断靠近太阳的过程中，帕克探测器要承受极端高温
近日点距离太阳表层616万千米
虽然这次新发现有所收获，但还有太阳风相关的难题悬而未决，例如日冕被显著加热的具体过程是怎样的。好在帕克太阳探测器探索太阳的进程才刚刚开始，有大把的时间来解决这个难题。科学家希望飞船对太阳的探测任务能够坚持到2025年，届时在金星飞行轨迹的帮助下，飞船将以69万千米每小时的飞行速度不断地靠近距离太阳表层616万千米的近日点。
图注：帕克探测器近日点抵达距离太阳616万公里轨道位置
并且随着帕克太阳探测器绕日的路线逐渐缩短，其靠近太阳的次数也会越来越多。科学家预计帕克太阳探测器在接近任务尾声的时候，绕日轨道所耗费的时间将从最先的150个地球日缩短至88个地球日。这个飞行周期足够探测器研究太阳的不同阶段，因此我们有理由相信与太阳亲密接触的帕克探测器能够获得关键数据，揭开日冕高温之谜。
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