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人類未來

奔向太陽!這是人類又一次探索宇宙奧秘的努力。帕克探測器被送上太空,2024年能否到達日冕,揭開太陽風的秘密?

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億萬年來,太陽為地球生物提供光和熱,讓萬物生長。人類的神話中展現有關太陽的無限想像。然而,到現時為止,人類最精密的望遠鏡,仍無法接近太陽,科學家對這個星體了解有限。

美國太空總署(NASA)今年8月12日在佛羅里達州的卡納維拉爾角空軍基地(Cape Canaveral)將搭載「帕克太陽探測器」(Parker Solar Probe)的三角洲4型火箭(Delta IV)發射升空。預料探測器最快於六年後,即2024年抵達太陽的日冕,如果成功的話,首次人造太空船將會首次抵達太陽的大氣層。

預料,太空船只能到達距離太陽表面616萬公里的外大氣層軌道。 有科學家形容,若地球到太陽距離是一百步,到了此處,距離太陽僅剩下四步了。上一次人類史上最接近太陽的時候,是1976年發射的「太陽神2號」,當時太空船曾飛到距離太陽表面4,300萬公里的位置。

這次發射的「帕克太陽探測器」重約635公斤,高約3公尺,大小相等於一輛小型汽車。「帕克號」是由美國太空總署與約翰霍普金斯大學應用物理實驗室共同研發,耗資15億美元。

太空船離開地球後,預計在今年九月間飛近金星,到十一月更加接近太陽時,便開始環繞太陽運行一段時間之後,將會進入太陽灼熱的大氣外層。

預算中,帕克號這次任務,只能到達距離太陽表面616萬公里的外大氣層軌道。「帕克號」裝有一塊11.5公分厚、直徑243.8公分長的碳防熱罩,可抵擋攝氏1,400度左右高溫,面向太陽的那一側還塗有特殊隔熱層,用以反射太陽的高能輻射。

探測器的任務是飛近太陽觀測最外層大氣層,藉此了解日冕(Corona)如何產生太陽風(solar wind)等謎團。

日冕是太陽大氣的最外層,太陽周圍溫度的分布非常奇妙,熱能源於太陽核心,太陽表面溫度約只有攝氏5,500度,日冕的溫度卻奇高,這是人類尚未解開的謎團。

約翰霍金斯大學應用物理實驗室的妮奇.福克斯(Nicky Fox)解釋,若將太陽中心比作為營火,當人們越遠離這個營火,溫度反而越高,相當不可思議。「我們知道該區必定存在某種事物造成高溫,但卻不知道那是什麼。」這次的任務就是嘗試實地前往日冕找答案。

此外,探測器另一項重要的任務,就是找出「太陽風」的動力來源。據現時人類所知,太陽表面的氫及氦的原子在日冕的高溫下,變成了一團充滿了自由離子和電子的氣體,太陽日冕的爆發不斷把這些離子和電子射向射向太陽外圍,形成所謂太陽風。

太陽風所產生的帶電粒子來到地球,被地球的磁場牽引至地球南、北極附近,與地球大氣高層的粒子碰撞,便成為絢麗的極光。這些帶電粒子也會引發地磁風暴(geomagnetic storm),干擾地球磁場,造成通訊中斷、衛星停擺、停電等。科學家希望未來能預測這些太陽「風暴」如何降臨。

天文學家帕克。

美國密歇根大學的賈斯汀.嘉斯伯(Justin Kasper)教授說:「帕克探測器可以幫助我們更準確地預測太陽風什麼時候會襲擊地球。」 專家相信,預測太陽風有助於未來太空人執行任務,提前預防並採取防範措施。

帕克號是美國太空總署首次以在世人物命名的太空船。尤金.帕克(Eugene Parker)是芝加哥大學名譽教授及美國科學院院士,可說是研究太陽風的先驅。1958年,當時年僅31歲的帕克還只是芝加哥大學一名沒沒無聞的教授,他在期刊《The Astrophysical Journal》上發表了一篇論文,提出太陽風假設,當時審閱帕克論文的學者認為內容荒誕,曾一度拒絕刊登論文。直到1960年代衛星探測,才證實了太陽風確實存在。

高齡91歲的帕克去年接受訪問時說:「太陽探測器正在進入一個從未被探索過的空間區域,這很令人興奮!人們想對太陽風之中發生的事情進行更詳細的測量,相信會有一些驚喜。」

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