美国国家航空航天局发射的一艘宇宙飞船完成了一度被认为是不可能完成的任务。4月28日，帕克太阳探测器成功进入日冕，这是一个大约200万华氏度的极端环境。
这一历史性时刻的实现归功于科学家和工程师的大量合作，其中包括哈佛大学天体物理中心的成员。史密森学会(CfA)建造并监控探测器上的一个关键仪器:太阳探测杯。这个杯子收集了来自太阳大气层的粒子，这些粒子帮助科学家们证实宇宙飞船确实进入了日冕。
“整个任务的目标是了解太阳是如何工作的。我们可以通过飞入太阳大气层来实现这一目标，”CfA的天体物理学家迈克尔·史蒂文斯(Michael Stevens)说。要做到这一点，唯一的方法是让航天器穿过外层边界，科学家们称之为Alfvén点。所以，这项任务的一个基本部分就是能够衡量我们是否越过了这个临界点。”
日冕是太阳大气层的最外层，在那里强大的磁场束缚着等离子体，阻止湍流太阳风的逃逸。Alfvén点是当太阳风超过一个临界速度，并可以打破日冕和太阳磁场。在4月28日之前，飞船一直在这个点附近飞行。
史蒂文斯解释说:“如果你仔细观察太阳的特写照片，有时你会看到这些明亮的圈或头发，它们似乎从太阳中挣脱出来，但又重新连接起来。”“这就是我们飞进的区域——等离子体、大气和风被磁力卡住，并与太阳相互作用。”
根据杯子收集的数据，飞船在4月28日三次进入日冕，其中一次长达5个小时。一篇描述这一里程碑的科学论文已被《物理评论快报》接受发表。
“我们的杯子是仅有的两个伸出来没有保护的工具之一。
5它真的是炽热的，仪器的部分温度超过1800华氏度，并发出红橙色的光。——安东尼·凯斯，太阳探测杯的仪器科学家
太阳探测杯的仪器科学家、CfA天体物理学家安东尼·凯斯说，仪器本身就是一项令人难以置信的工程壮举。
凯斯解释说:“撞击帕克太阳探测器的光量决定了航天器的温度。”“虽然探测器的大部分都有隔热板保护，但我们的杯子是仅有的两个伸出来没有保护的仪器之一。它直接暴露在阳光下并在非常高的温度下进行测量;它确实是红热的，仪器的部分温度超过1800华氏度(1000摄氏度)，并发出橘红色的光。”
为了避免退化，该设备由高熔点的材料构成，如钨、铌、钼和蓝宝石。
但帕克太阳能探测器的成功不仅仅代表着技术创新。关于这颗离地球最近的恒星，科学家们希望这颗探测器能帮助解决许多谜团。
例如，“我们实际上不知道为什么太阳的外层大气比太阳本身要热得多，”史蒂文斯说。“太阳的温度是1万华氏度(5500摄氏度)，但它的大气层大约是360万华氏度(200万摄氏度)。”
他补充说，“我们知道能量来自于太阳表面沸腾的磁场，但我们不知道太阳的大气层是如何吸收这些能量的。”
此外，太阳爆发，如太阳耀斑和高速太阳风，可以对地球产生直接影响，破坏电网和无线电通信。
帕克太阳探测器可以帮助更好地理解所有这些现象，因为它继续围绕太阳运行，并为地球上的科学家进行测量和分析数据。
凯斯说:“太阳周围的等离子体可以充当一个实验室，告诉我们整个宇宙中几乎所有天体发生的过程。”
在周二的美国地球物理联盟(AGU)秋季会议的新闻发布会上，帕克太阳探测器的这一历史性成就被宣布。新闻发布会小组包括前CfA科学家Justin Kasper和Kelly Korreck，后者目前在NASA总部轮流工作。两人都是在CfA任职期间参与调查的。
文章旨在传播新闻信息，原文请查看https://news.harvard.edu/gazette/story/2021/12/spacecraft-enters-suns-corona-for-first-time-in-history/