來源：“中國科普博覽”公眾號（ID：kepubolan）
今年8月4日，帕克探測器將發(fā)射前往太陽。探測器將搭乘安裝有上級箭體的德爾他IV型重型火箭升空，隨后在9月底第一次飛掠金星，11月初首次從35.7倍太陽半徑之外與太陽系的中心恒星擦肩而過。在7年之后的第22次近日點飛掠期間，帕克將抵達目標軌道，在那里把LWS計劃的最前哨部署到日冕之內(nèi)，第一次實現(xiàn)與太陽接觸的亙古夢想。
與此同時，地面太陽觀測臺站也在積極配合帕克探測器而作出相應的籌備，以圖在不久的將來協(xié)同開展天地聯(lián)測，并更好地解釋帕克傳回的數(shù)據(jù)。而在4月27日之前，項目組還組織了“簽名上太陽”在線活動，期間感興趣的公眾可以在線署名，最終這些姓名收錄在存儲卡內(nèi)，由帕克探測器帶到太陽大氣的深處，一同見證這次空前的探險旅程。
圖片提供：NASA
既然身居太陽的勢力范圍之內(nèi)，太陽系中的大小天體都無法擺脫這顆中央恒星的影響。太陽的引力將周邊天體束縛在各自的軌道上，它所發(fā)出的輻射又為行星和衛(wèi)星提供了光和熱。
實際上，從某種意義上說，我們就是在太陽物質(zhì)的包圍之中生活的——從太陽表面流出的等離子體流（太陽風）足足延伸到了上百天文單位之外甚至更遠處，一路塑造著空間天氣的變化起伏，同時也改變著浸沒其中的行星的周邊環(huán)境，常年盤旋在地球（以及其他行星）南北極上空、隨太陽活動而消長的極光就是最直觀的證據(jù)。
帕克的大背景
劇烈的太陽活動會引發(fā)惡劣的空間天氣現(xiàn)象，進而對電子電路、無線電傳輸以及航天活動帶來致命的影響。在日益依賴電力與自動化設備的當代社會，充分認識并預報這些現(xiàn)象的意義不言自明。
因此在21世紀伊始，NASA啟動了“與星同在”（Living With a Star，簡稱LWS）計劃，目的在于更好地了解我們身邊的這顆恒星，以及它的變化對地球產(chǎn)生的可能后果。至于具體的實施方法，自然就是派遣一系列的航天器飛抵日地系統(tǒng)中的不同位置，充當空間氣象觀測的前哨站——從記錄每一次太陽活動期間的影像，到測量太陽風以及地球磁層的各個物理參數(shù)，不一而足。
LWS計劃中第一顆上路的衛(wèi)星SDO（圖片提供：NASA）
在LWS計劃中，第一顆上路的衛(wèi)星是2010年服役的太陽動力學觀測臺（SDO），它憑借其大氣成像儀（AIA）、極紫外光變儀（EVE）以及日震學儀器兼磁像儀（HMI），不厭其煩地記下了無數(shù)太陽活動區(qū)和日面磁場結(jié)構(gòu)，同時又用精細而絢爛的日面假彩色影像驚艷了無數(shù)世人。
太陽動力學觀測臺拍攝的多波段假彩色太陽拼接圖。（圖片提供：NASA）
在SDO之后兩年半發(fā)射、以高偏心軌道環(huán)繞地球運行的兩架范艾倫探測器則在地球外圍含有大量高能粒子的輻射帶中反復穿行，通過回答輻射帶粒子加速的問題，持續(xù)加深著人們對太陽風與近地太空環(huán)境相互作用的認識。稍后經(jīng)歷過多次放飛的輻射帶相對論性電子損失氣球陣列（BARREL）則在地球大氣之內(nèi)開展觀測，是范艾倫探測器的有力補充。
藝術家筆下在范艾倫輻射帶中穿梭的范艾倫探測器。（圖片提供：NASA）
LWS的重要組成部分還包括預計于2020年升空、近日點徑直探入水星軌道之內(nèi)的太陽軌道器（SolO）。它將花費7年的時間來環(huán)繞太陽飛行，測量太陽風的性質(zhì)，同時第一次直接拍攝地球上難以瞥見的太陽極區(qū)的影像。入軌之后，SolO想必會揭秘未知的新領域，進一步革新太陽物理學。
在日面前方飛行的太陽軌道器（藝術圖）。（圖片提供：航天器：ESA/ATG medialab；太陽：NASA/SDO/P. Testa, CfA）
帕克太陽探測器：潛入太陽的深層領地
但要論LWS計劃的最激動人心之處，莫過于整裝待發(fā)、即將在今年夏天踏上奔赴太陽之旅的帕克太陽探測器。這架原名太陽探測器 的航天器最大的亮點是“觸及太陽”，堪稱即將把上古神話天馬行空的幻想和當今太陽物理學家急迫的探索渴求變?yōu)楝F(xiàn)實的新時代伊卡魯斯——從與太陽的距離來看，絕大多數(shù)已有或即將發(fā)射的太陽觀測平臺充其量只是混跡于太陽風中甚至是地球附近的外圍分子，帕克探測器卻是要扎扎實實地潛入日冕之中開展實地勘測。
它的最終軌道近日點距離太陽表面不到600萬千米，這個數(shù)字只是太陽半徑的不到9倍，已然算是太陽大氣的深層領地。作為比較，哪怕太陽軌道器的近日點距離也要7倍于此，其他同類衛(wèi)星就更不用提了。
即將離開地球飛往太陽的帕克探測器藝術圖。（圖片提供：JHU/APL）
拋開神話中的憑空想象不談，為何要身臨其境地考察日冕？主要是因為這一區(qū)域?qū)τ谡J識太陽以及空間天氣的意義實在是太重大了。持續(xù)流出的致密慢速太陽風成分與日冕相近，看上去源于日冕的赤道區(qū)域；據(jù)信來自光球?qū)拥母咚偬栵L也是從磁力線開放的冕洞中涌出的。
太陽活動的重要表現(xiàn)——耀斑在現(xiàn)象上主要表現(xiàn)為色球增亮，但根源實為日冕中的磁場變化；更且耀斑后往往伴有猛烈的日冕物質(zhì)拋射（CME），當是影響空間天氣的重要因子。除此之外，日冕高達數(shù)百萬開爾文、遠遠超過下方光球或色球?qū)拥臏囟葟暮味鴣?，長期以來也一直困擾著太陽物理學家；雖然近來空間衛(wèi)星的觀測將可能的原因歸結(jié)為種種磁場過程，但問題本身至今還沒能得到徹底的解決。
帕克探測器在太陽周邊的飛行路徑（淺藍色曲線），藍色圓盤大致表示太陽和日球?qū)犹綔y器大視場分光日冕儀的覆蓋范圍。（圖片來源：scitechdaily.com）
