奔向太阳和逃离太阳，哪一件事更难做？

艺术概念图，帕克探测器环绕太阳飞行

在很短的时间内，人类在所能触及的每一个宇宙角落播散“我们在地球”的信号。我们将数百颗卫星送入太空，像毛毯一样包裹地球。我们向一系列行星和卫星派遣飞船，环绕它们的轨道飞行，在它们的地表跋涉。几年前，我们的飞船穿过太阳系边缘，进入漆黑一片的系外世界。飞出太阳系是人类取得的一项惊人成就，彰显人类文明的智慧和工程技术。不过， 飞出太阳系要比造访太阳容易得多。 现在，美国宇航局的帕克探测器正在奔赴太阳途中。

8月11日凌晨，宇航局的帕克太阳探测器从佛罗里达州发射升空。9月，这颗探测器将抵达金星，而后7次飞掠金星，以减慢飞行速度。最终，帕克探测器将结束与金星的会合，进入一条距太阳很近的轨道——与日表之间的距离不到390万英里（约合630万公里）， 只有以往太阳探测器的七分之一。

1月，宇航局开始测试帕克探测器。这颗探测器在一个真空舱度过7周，模拟在太空中遭遇的严酷环境

听起来可能很奇怪，但“访日”确实要比“出系”困难得多。太空探索顾问和工程师兰德·希姆伯格表示：“每当听到有人说‘派遣飞船造访太阳’这样的话，我都会付之一笑，因为他们根本不知道这是一场怎样艰难的旅程。”

太阳之旅的难度体现在轨道力学上 。轨道力学研究自然力如何影响火箭、卫星以及其它太空探索设备的运动。坠落太阳似乎不费吹灰之力，因为太阳的引力拖拽太阳系内的一切天体。但地球、其它行星以及它们的卫星高速环绕太阳运行，让自身不必臣服于太阳的巨大引力。这虽然让地球避免坠落太阳的厄运，但也给探日飞船带来巨大挑战。

帕克探测器的隔热罩就像是一块三明治，两块碳纤维合成板夹着4.5英寸（约合11.5厘米）厚的轻型碳泡沫芯。为了尽可能多地反射太阳热量，隔热罩的向阳面采用了一种特殊的白色涂层

帕克任务设计和导航负责人郭艳萍（Yanping Guo，音译）表示：“为了前往火星，你只需要略微提升一下轨道速度。但如果目的地是太阳，你就要 从根本上降低动量 。”在约翰斯·霍普金斯大学的应用物理学实验室，郭艳萍在长达17年时间里一直致力于帕克探测器项目。

前往火星等深空目的地的探测器可以借助地球的动量提升速度。但对于一艘奔赴太阳的飞船，它必须在相反方向上加速，几乎要达到与地球旋速相同的程度。由于抵消地球旋转产生的影响，飞船屈从于太阳的引力并开始坠向太阳。 然而，当前的火箭技术几乎做不到这一点，飞船必须获得其它行星的引力助推或者说进行“弹弓机动”。

“新地平线”号冥王星探测器

飞船通常利用引力助推前往太阳系深处。2007年，“新地平线”号冥王星探测器靠近木星，利用这颗巨行星的引力加速，最后以更快的速度离开木星。为了进一步靠近太阳系中心，帕克探测器要7次借助金星的引力助推。通过一次次掠过金星，帕克逐渐抵消地球动量。

根据帕克项目组最初的设想，这颗探测器将从木星获得引力助推。凭借巨大的体积以及与之相对应的引力，木星堪称太阳系的“引力助推之王”。如果是这样情况，帕克只需要飞掠木星两次。郭艳萍指出：“在不借助引力助推的情况下，太阳是整个太阳系内最富挑战性的目的地。当前的任何运载工具，甚至在不久的将来登场的最为强大的运载工具，也没有能力让一艘航天器抵达太阳。 你必须借助引力，不只是普通的引力助推，而是利用最强大的引力助推。 ”

“朱诺”号拍摄的木星南极

如此长距离的迂回要求帕克太阳探测器使用 核动力 。但在大概十年前，宇航局通知帕克团队不能研制核动力版本。工程师不得不重新规划帕克的飞行路线。他们当时认为由于距离太阳过远，太阳能飞船无法在木星附近正常运转。庆幸的是，情况最终发生改变。2016年，太阳能驱动的“朱诺”号探测器抵达木星，自此之后一直环绕木星轨道运行。虽然可以依靠木星的引力助推，但对帕克任务并不是一个理想选择。

帕克团队对诸多选择进行研究，然后 选定了金星。 从某种程度上说，这条新路线能够收到更好的效果。如果利用木星的引力助推，帕克探测器能够飞到距太阳更近的地方，但它只能两次飞掠太阳。而在金星引力助推的帮助下，帕克探测器则能在一生之中完成24次飞掠。如此一来，这颗探测器能够获得更多时间，在新的探日路线中采集更多样本。科学家们希望此举能够帮助他们找到一系列重大疑问的答案，进一步加深对太阳的认知。

金星全景照

此前，宇航局已经多次发射卫星，执行太阳观测任务，但太阳物理学（研究太阳对太阳系的影响）仍旧是一个比较新的研究领域。 帕克将穿过太阳最神秘的区域之一，也就是日冕。 日冕是从太阳表面（光球层）延伸数百万英里，由炙热等离子体构成的外层。与光球层不同，日冕只有在发生日食时才能被肉眼观察到，就像去年掠过美国的日食。

日冕的温度超过100万摄氏度，而光球层只有6000摄氏度左右。科学家并不知道日冕为何如此炙热。此外，他们也不清楚太阳如何源源不断地产生带电粒子流，也就是太阳风。太阳风就像触角一样在整个太阳系延伸。

帕克探测器获取的数据将帮助科学家改进危险耀斑（如图）的预测。强太阳风暴能够破坏电网和干扰卫星

科学家对太阳风的研究已经有60年历史。1958年，美国天体物理学家尤金·帕克首次描述太阳风的动力学特征。他在今年夏天接受《航空&航天》杂志采访时指出：“当时绝大多数人无法接受，产生深深的怀疑。”值得一提的是，帕克任务正是以他的名字命名。

4年后，怀疑者闭上了嘴巴，当时宇航局“水手2”号飞船在奔赴金星途中观测到太阳风的存在。在随后的几十年，随着更多飞船和卫星入主太空，相关证据不断增多。 2013年，“旅行者1”号在逃离太阳系并遭遇温度较低的星际空间粒子时也探测到太阳风的存在。

太阳系八大行星全家福

为了这一次的冒险之旅，帕克探测器可谓全副武装。它的隔热罩就像是一块三明治，两块碳纤维合成板夹着4.5英寸（约合11.5厘米）厚的轻型碳泡沫芯，能够经受住近1377摄氏度的高温考验。这颗探测器有两块太阳能电池板，水穿过电池板内的管子，进入散热器，起到冷却电池板的作用。自主电脑系统会计算外部热量，以决定收起部分电池板还是将将它们暴露在阳光下。

帕克的科学仪器会在26摄氏度的舒适环境下运转，以免遭强烈的阳光照射。帕克任务预计于2025年结束。经过数年的观测，在最后一次将数据传回地球后，这颗探测器将屈服于太阳的引力。到了那一天，任何人都无法改变帕克的命运。它将逐渐坠落太阳，在炽热的高温中分解成碎片，最后化为乌有。 很多年前，人类完成了逃离太阳系的壮举。现在，我们又借助帕克探测器直闯太阳系的心脏。