距离地球一亿四千万千米外
以比任何物体都要快的速度
一艘太空飞行器冲向我们的太阳
这艘比汽车还小的飞行器
面对着一颗比地球大一百万倍的恒星
执行被认为是不可能完成的任务
它需要惊人的新技术才能存活
它的任务是
解开这颗了不起的恒星的奥秘
这是我们第一次如此接近太阳
让我们的飞行器能在不融化的情况下 到达太阳周边 是一项工程壮举
新的数据将有助于预警
太阳的电磁爆炸带来的危险
太阳风暴会导致世界大部分地区停电
以前地球上从没有任何东西 离我们的太阳这么近
这是一个未知的领域
派克太阳探测器正在那里开辟道路
这是一项计划了60年的任务
现在 我们终于触摸到了太阳
《太阳任务》
18小时后发射
佛罗里达州卡纳维尔角
美国国家航空暨太空总署 NASA 正在前往以前没有执行过任务的地方
他们正在向着太阳前进
火箭一直在发射台
等待派克太阳探测器的到来
它已经准备完毕 蓄势待发了
负责这项
耗资15亿美元任务的是
项目科学家妮基·福克斯
这项任务是一次鼓舞人心的探索之旅
我们要去的是太空飞行器探索的
太阳系最后一个区域
这就像发现了一个新大陆
我们已经向太阳系的
所有主要区域发送了太空飞行器
这是我的一小步 人类的一大步
但我们从未进入过太阳系的中心
这是一个未知的领域
因此需要承受很大的压力
以在发射倒数计时的时候 保持完美状态
美国最大的火箭 三角洲四号重型运载火箭
将约22吨的间谍卫星
发射到环绕地球的轨道上
人造卫星公司
小型派克太阳探测器只有约0.7吨重
但它需要强大发射的力量
来获得足够的速度
以行驶一亿四千多万千米到达目标…
我们的太阳
太阳维持着地球上所有的生命
整个太阳系都是 由巨大的太阳创造的
太阳的表面可容下109个地球
体积相当于一百万个地球
它如此之大 一架喷射机绕太阳一圈
需要将近六个月的时间
太阳的核心是个巨大的核融合反应炉
可以粉碎原子
并产生两千七百万度的温度
周围是一个巨大的过热等离子体球
当原子被我们无法得知的热量 和压力碾碎时
就会出现一个带电的云
太阳这种令人敬畏的力量不断变化着
这就是为什么它会吸引着 一个地方不间断地研究
NASA戈达德太空飞行中心
像这样的太阳真实图像
是由NASA在地球轨道上的
太阳天文台拍摄的
当你在太空中带着相机走出大气层时
会发现太阳变得更有趣
正是这种充满能量的爆炸性环境
磁场和电场始终处于移动状态
并不断地变化着
看看太阳的活力
会让人感到非常惊奇
当充满活力的太阳上发生巨大爆炸
巨大的能量和粒子冲向地球
你会看到很多小闪光
这些小东西的实际大小
是美国的许多倍
它们体积庞大 会释放出 你难以想象的能量
这些动态能量
偶尔会导致这些巨大的太阳风暴
这些爆炸的物质会飞向地球
震动地球的磁场
这就是为什么我们
如此关注太阳活动的原因之一
我们幸福地生活在地球上 完全 没有察觉这些数百万千米外的太空中
发生的大规模爆炸
当今的世人很少有人感受过
太阳大爆炸的影响
但是在159年前
发生了一场最大的太阳爆炸
导致地球陷入混乱
1859年9月1日
英国天文学家理查·卡林顿
当时在家中利用望远镜
绘制太阳斑的图像
地点位于英国雷德希尔
当时世界各地的人
都在观察太阳的表面
卡林顿每天都会坐在他的天文台里
那里有一个望远镜
他会用它观察太阳 把太阳投影下来
然后画出这个活跃区域的草图
非常巧合的是
有一天 当他坐在那里画草图时
发生了有记录以来最大的闪焰之一
卡林顿实际上能够看到
他的素描板上出现明亮的光刺
因为闪焰在可见光下非常强烈
所以太阳表面会出现亮点
卡林顿的画记录了迄今为止
已知的最大闪焰
对科学家来说 这是第一个迹象表明
太阳风暴会摧毁我们在地球上的技术
令人惊奇的是接下来发生的事
大约18个小时后 世界末日发生了
电报线路冒出火花 着火
指南针开始四处摆动
爆炸过于强大
形成了我们所说的磁暴
这种磁暴会使地球磁场变形
把所有的能量都注入辐射带
极光 也就是北极光
一直延伸到古巴
世界各地一些从未出现过极光的地方
像澳大利亚 英国
甚至佛罗里达 都能看到极光
这场由磁暴引发的全球性混乱
现在被科学家称为卡林顿事件
1859年
新发明的电报机
成为唯一的远距离通讯方式
巨大闪焰产生的电磁粒子冲击地球
造成了严重的破坏 并阻断了通讯
在1859年 电报系统因此中断了四天
这在今天看来并没有什么
但想像一下如果所有的电子通讯
所有的电网被切断 几天 几周 几个月
会对人类生活和会产生多大的影响
据估计 如果那场事件发生在今天
而我们没有收到及时的预警 来关闭我们的电网
所有地区的变压器
包括整个美国东海岸和西海岸 都会瘫痪
可能需要几年甚至几十年的时间
才能恢复沿海地区的电力供应
想像一下现在失去了网络
全国都会陷入恐慌
全球定位系统也可能失效
我们很多人都依赖全球定位系统 来处理物流等事情
世界上大多数主要城市只能提供
大约12个小时的食物
因此 如果没有物流网络的运作
就无法为城市中的所有人提供 足够的食物
当飓风来袭或发生地震时
我们该怎么办
大家会离开城市 逃到另一座城市避难
你不见得能有这个选择
如果发生全球范围的卡林顿事件
如果失去了整个海岸
我们就无处可去
没有人知道卡林顿级别的事件 何时会再次发生
同样的事件随时可能发生…
如果我们遇到了这样的紧急事件
后果会非常严重 所以我们需要想办法减轻它的影响
这就需要获得及时的太阳风暴预警
这也就是为什么我们要前往太阳 获得科学数据
这也是我们正在做的事情
十 九 八 七 六 五
四 三 二 一
2018年8月12日
凌晨时分 派克太阳探测器已准备好升空
十分钟后发射
等待这次发射的团队非常兴奋
我们对这艘太空飞行器有很深的感情
多年来 我们一直看着它在我们面前成长
对我们来说 它是一个人 是团队的一部分
它将踏上这段旅程
并挖掘出惊人的发现
状态检查以追踪终端计数
-第一阶段系统 推进 -没问题
-液压 -没问题
-声音 -没问题
LH2…
发射可能是任务中最危险的部分
你坐在一堆巨大的炸药罐上
爆炸的控制需要非常精准
如果稍微有点失控
那就完了 一切都结束了
九 八 七 六 五
四 三 二 一 零
强大的三角洲四号重型运载火箭
和NASA的派克太阳探测器一同升空
这是一项大胆的任务 目标是揭开离我们最近的恒星
太阳 它的神秘面纱
好像它终于准备好要出发了
所以我想 这是几个月来第一次
我真的说不出话来
看着它照亮天空的美丽景象
塔台净空
倒数十秒开始航行
尽管我们离火箭有几千米远
但发射的噪音是如此强烈
你可以感觉到你的耳边在嗡嗡作响
发射后3分55秒
两边的推进器都在全速前进
当它们开始燃烧时 它们会下降
中间的那个接管作为主要的升降体
在加勒比海约148千米的高空
鼻锥分开
发射后6分10秒
数十名科学家和工程师
在全国四个不同的任务控制室中
追踪派克太阳探测器的每一秒钟进展
30分钟后…
第二阶段分离
发射后37分09秒
派克探测器终于要离开地球了
距离抵达太阳85天
在我的脑子里 有很多不同的感觉混杂在一起
在同一时间出现
无比的骄傲和惊叹
还有看着它消失的焦虑
那是我的孩子 它已经离开了这个星球
我希望它能每天写信 告诉我们 它收集的所有美妙的数据
派克探测器的任务将持续七年
这是有史以来在太空中进行的
最复杂的航行之一
围绕24个轨道
探测器慢慢接近
太阳的日冕
但这条规划好的路线 有至关重要的第一步
飞越金星
利用金星的引力进行手刹转弯
使派克朝向太阳
容不得半点差错
为了瞄准金星 探测器必须准时启动最后一个引擎
这是它能达到最大速度的时候
如果我们错过了金星 整个任务就失败了
它无法进入我们计划的轨道
金星是一个移动的目标
金星 地球
所以我们不能把它对准 金星现在的位置
而是几周后我们到达金星的位置
这有点像狙击手
如果狙击手要瞄准千码外的目标
他必须瞄准得非常准确才能击中目标
但金星并不是一动不动的目标
这也带来了一系列问题
子弹的速度约为每秒600米
所以 一千码大约需要两秒钟
狙击手需要瞄准
两秒后
目标所在的精确位置
即使只有一千码
计算也需要非常精确
目标距离超过五千一百万千米 飞行速度是子弹的50倍
NASA的团队面临着更加艰巨的任务
任务开始39分钟
为了瞄准正确的方向
探测器在火箭的第三级 还有最后一个引擎
现在就是发动时间了
第三级是固体火箭发动机 发射一次就完成了
所以我们必须一次把它做好
任务控制中心 通过接收来自探测器的无线电信号
追踪探测器实时飞行轨迹 这种无线电信号叫远测信号
但是现在有个问题
第三阶段的远测系统出现了一些问题
太空飞行器应该能在最后一分钟 实现分离
来自太空飞行器的远测信号
是它与任务控制中心通信的唯一方法
但它现在出故障了
因此他们无能为力 只能等待
任务开始42分钟
没人能确定NASA的派克太阳探测器
是否陷入了麻烦
因为它与任务控制中心失去了联系
第三阶段的远测系统出现了一些问题
飞行器上的远测系统
并没有把读数传输到任务控制中心
现场的科学家和工程师们都非常沮丧
他们迫切想确认 最后一次火箭燃烧是否成功
太空飞行器应该能在最后一分钟分离
和它的联系已经中断
地球上的人都能看到美国 NASA的电视直播
这是一个预先准备好的动画 展示了太空中应该发生的事情
如果分离失败
这张美国NASA的照片 可能只是一幅昂贵的漫画
如果出了问题 就没办法补救了
这不是哈伯太空望远镜
不管发射后会发生什么 我们都只能坦然接受
如果意外严重 任务就会失败
但过了一会儿…
我们得知第三阶段正在向卫星地面站
提供数据
重新获得远测数据
接收站正在接收派克探测器的信号
并确认最后一次火箭燃烧成功
我们已确认太空飞行器成功分离
随着最后一个引擎的分离
派克探测器现在可以安全地前往金星
这次太阳之旅
是1950年代NASA成立之后
设立的太空探索计划的首要目标
十 九 八…
火星 土星甚至冥王星的探测任务 也都取得了成功
只有太阳仍未被探索
太阳系最后的恒星
当年有人强调了探访太阳的重要性
那就是年轻的科学家尤金·派克博士
他发现了太阳风
带电的核粒子流
从太阳向四面八方喷射出来
派克的数学理论表明 地球表面的风层
对我们太空工作的宇航员来说 是一种潜在的致命危险
在1950年代
派克的想法是具有革命性的
很多人都不相信他
我记得有些人是多么的沮丧
他们坚持说我犯了数学错误
我会回答说 “好吧 那你来 这是五行代数”
“你说我错了 那证明给我看”
派克发现的危险会变得更大
如果闪焰或其他火山爆发时 会从而产生致命的辐射
降落在月球上的宇航员会有危险
但他们只暴露了几天
表面看来是这样没错…
现在 载人火星任务是 NASA的首要议程
即使在太空飞行器里
未来的火星宇航员 也面临着辐射中毒的风险
倒数15秒
NASA意识到人类必须前往太阳
但50年来 他们的尝试无一成功
起初 研究结果是“这不可能实现”
“我们没有那种技术 我们会融化 我们无法到达那里”
最后 在2000年代中期 所有的技术结合在一起
我们发现我们可以建造 一个太阳探测器并让它飞起来
美国
长期以来 没人觉得这很奇怪 因为到达太阳
被认为是不可能的任务
我们怀着敬畏和崇敬的心情 看着我们的恒星
对我们来说 太阳是我们天空中坚实的存在
但事实上 太阳并没有坚实的表面
只有等离子体和数不清的光束
从它的核心爆发出来
上面是太阳的大气层 日冕
围绕太阳的一圈闪闪发光的云
只有在发生日全食时才会看到
或者像这样的图片
是由NASA的专业望远镜拍摄的
日冕是一个科学之谜
派克探测器可能会帮助解释这个问题
日冕的外边缘
离核心的热量最远
在太阳表面更热
这很奇怪 违背了已知的物理定律
我们所熟悉的可见表面 那个黄色的球
大约是六千到七千摄氏度
但当你离开太阳表面
进入外层大气 也就是我们所说的日冕
它实际上有几百万度
这太夸张了
你可以想像一下 如果我离开营火
温度会随着我离开而降低 但太阳不是
相反 当你的营火是太阳
远离热源 你反而会更热
为了解开这个谜团
并发现太阳的熔炉热量
会怎样向我们发射危险的光线
派克探测器现在必须到达目标
太空飞行器里装满了
各种各样的科学仪器
现在唯一的问题是
派克探测器能把它们 安全送到需要它们的地方吗
距离抵达太阳35天
派克太阳探测器正以惊人的
十万九千千米的时速冲向金星
在美国开那么快的车 很容易就能从美国东岸到西岸
从纽约到洛杉矶大约需要两分半钟
随着速度的加快
他们需要确保仪器正常工作
如果出了问题 很可能是在发射过程中出了问题
你知道 有东西短路了 移动了 坏了
不像你的苹果手机或电脑
如果出了问题 你不可能
走到街上去把它修好
系统一个接一个地启动
并回传数据
这个过程需要数周时间 有很多东西需要检查
派克太阳探测器 大约有一辆汽车那么大
但里面塞满了大量的组件
天线捕获有关磁场的数据
天线 磁场
飞行器上唯一的照相机拍下了 太阳风呼啸而过的景象
用于太阳探测器的宽视场成像仪
当高速粒子加速进入太空时 分析器就能捕捉到它们
分析仪 跨度
但只有一种仪器
能承受太阳的猛烈冲击
太空飞行器上最勇敢的小仪器
太阳探针杯
它在外面
在完整的太阳环境中
它能够测量撞击太空飞行器的东西
来自太阳
来自太阳的粒子涌入太阳杯
然后进入探测器 测量它们的速度和温度
这个杯子是太阳科学家 贾斯汀卡斯帕的发明
太阳会比地球亮四百到五百倍
在最接近太阳的时候
所以任何暴露在外的表面 比如太阳探针杯的正面
温度可能会达到一千五百 到一千六百摄氏度
不幸的是 我想让太阳风流入仪器
所以我不能用盖子来保护硬体 对吧？
我必须把它敞开 盯着太阳
建造用于太空探索的机器人仪器
是他毕生的工作
-成功了 太好了 -太好了
三 二 一
点火了
我当年还是个孩子
在美国太空梭计划开始的时候
固体火箭推进器点火
升空
在四年级的时候 我和几乎全美的学生一样
一起聚在食堂里观看直播
抱歉 稍等一下
倒数15秒
如你所见 这对我影响很大
倒数十秒
我们要一起看挑战者号起飞
升空
第25号太空梭发生任务完成后
塔台净空
这是第一次一个载人飞行器
实际上是首例 在飞往太空…
你们应该知道 发射后大约60秒
灾难发生了
15秒 每秒约883米…
我们都坐在食堂里
震惊发生什么事了
所以说…
那一刻真的改变了我
卡斯帕决定探索太空
但要尽量减少对人类生命的风险
很明显 出现了重大故障
我对这些人愿意冒这个风险进入太空
感到非常震惊
我希望我们继续这样做
但我觉得对于我们所做的 一些风险较高的事情
我们应该用机器人来做
于是 我对机器人太空探索
产生了浓厚的兴趣和热情
我想成为其中的一份子
卡斯帕在他的太阳杯设计上 工作了十多年
他认为高耐热金属的合金
例如钛 锆 钼和钨
可以抵抗太阳的热
但卡斯帕没有足够的条件
来验证这个理论
我对我一个法国同事感叹说
我有这个想法 我认为这是一个很棒的仪器
但我觉得我不能说服NASA
除非我用所有阳光照射它
我要怎么做
卡斯帕博士的问题的答案
藏在法国农村里
在庇里牛斯山脉
有一个科学设施正是他所需要的
太阳能炉的数千面镜子
反射并引导太阳的热量和光
到一个抛物面镜上 高度相当于一座13层楼的建筑物
并投射到一个焦点上
该实验室副主任玛丽安巴拉特皮克林
在阳光集中的热量下测试原材料
所有的光都集中在一起
用一些水你就能看到焦点
玛丽安巴拉特皮克林博士
为了看到太阳通量非常高
我们来烧木材
我把它放在焦点上 你马上就能看到它在燃烧
在焦点处 温度可以达到三千五百摄氏度
这是大多数火山熔岩温度的三倍
热得足以熔化一根钢筋
这里的测试让NASA确信
卡斯帕用耐热钨制成的太阳杯
可以承受太阳的热量
令人惊讶的是 我们在法国的同事 帮助我们完成了所有测试
这就是我们如何能够 从一个简单的概念
发展到太阳探针杯
距离抵达太阳33天
在任务控制中心
对探针杯和机上其他仪器的 初步检查显示
所有的东西都在发射过程中维持运作
这是向任务成功迈出的一大步 但现在
另一个障碍迫在眉睫
当我们飞过金星时 太空飞行器会遮住我们
所以在很短的一段时间内 我们会听不到太空飞行器的声音
我们只能等待它 从金星的另一边跳出来
每次你听不到它的声音
就像父母担心自己的孩子
你知道的 不打电话回家的孩子
你会希望孩子能一直保持联系
但你不行 尤其是在这个任务中
它飞往无法获得无线电通讯的地方
探测器正在到达金星
它将失去无线电联系
当它再次出现时 整个任务就取决于一件事
它必须精确地沿着轨道到达太阳
距离太阳33天
派克太阳探测器 在金星后面失去了联系
当它再次出现时 它回传的数据显示了完美的导航
它正在朝着太阳前进
离地球这么远
任务控制中心没有办法影响它的命运
在某一时刻 当它接近太阳时
你就无法继续跟太空飞行器交谈
太阳是一个宽带无线电波源
这意味着它会在所有频率上 发出非常大声的广播
并淹没太空飞行器
太空飞行器只能靠自己
从现在开始 太阳风越来越强
危险也越来越大
它必须在轨道上照顾好自己
光从太阳到地球大约需要八分钟
所以 你不能操纵这个任务
如果太空飞行器有问题
它必须自己解决这个问题
但在地球上 这些危险正在被密切监测
就像气象学家 警告我们风暴和飓风一样
NASA的科学家会预测太空天气
太阳在整个太阳系中产生的天气
他们的预测揭示了 太阳给派克带来的危险
我们做太空天气预报
主要是因为我们想保护NASA的 机器人任务
太空天气会对仪器造成不同的损害
仪器还可能会被炸毁报废
这样的气象预报团队
不仅帮派克等太空飞行器预测 太阳的危险
也帮助着国际太空站上的宇航员 做出预警
这是辐射 对吧
如果没有以某种方式阻挡辐射 宇航员就会受到损伤
必须有某种保护
在地球上 我们都受到保护
因为我们有地球的磁场
在太空中 这是不可能的
进行一次去日冕的任务
将有助于我们更好地了解这种活动
它会给我们提供我们需要的数据
用于我们预测的模型中
这样我们就能做更好的预测
接近恒星的温度
派克的生存现在取决于一个东西
约12厘米厚的隔热罩
首先映入眼帘的
是我们的隔热罩
这对我们非常重要
它提供遮蔽
并保持太空飞行器主体凉爽
所以 这是非常重要的
这个非常重要的隔热罩 是累积了十年功力的成果
发明人是工程师贝琪·康顿
贝琪绝对是个摇滚明星
十多年来 她一直致力于
确保我们的隔热罩正常工作
她亲切地称它为两米飞盘
越接近太阳 我们的温度就越高
因此隔热罩必须始终保持
在太空飞行器和防护罩之间
以便防护罩保护太空飞行器 免受太阳照射
它基本上是一把太阳伞
在真正的工程术语中 隔热罩出奇的简单
防护罩的反射陶瓷涂层后面
是一层一层的工程碳复合材料
这种防护罩非常有效
可将探测器的所有重要仪器
保持在正常工作温度
我们的隔热罩可承受高温
达到一千四百摄氏度
它提供了如此有效的遮荫
以至于太空飞行器的主体
处于摄氏30度左右
就像可爱的夏天
在没有地球引导的情况下
隔热罩后面的微型检查器确保
它不断调整以隐藏太空飞行器 免受灼热的影响
阳光照射到任何感测器 都会立即引起反应
太空飞行器会知道
“我可能有点歪斜了”
因此 它实际上会在没有任何人 参与的情况下自行修正
所以 一个自治系统
基本上 它不需要我们做任何事情 就能正常运作
它知道自己需要做什么 它会自我修正
自我修正是探测器必须要做的事
在接下来的七年里
因为它要一次又一次地 围绕着太阳俯冲
这个至关重要的系统 即将进行第一次实际测试
温度在上升
探测器正在接近太阳
距离抵达太阳24天
派克太阳探测器绕了一圈才到达太阳
从佛罗里达州发射以来
它已经旅行了数百万千米到达金星
并再旅行数百万千米
掠过恒星的大气层
现在的希望是 它不同仪器套件搜集的数据
装在这艘微型太空飞行器的 每个角落和缝隙中
最终将有助于解开太阳的最大谜团
穿越太阳日冕的等离子云
我们可以更好地预测可能给现代社会
带来混乱的潜在危险太空天气
在未来 我们今天对太阳的了解
将指导我们继续寻找 宇宙其他地方的生命
理解宇宙中越来越多的
行星的可居住性是非常重要的
我们知道地球上有生命就是因为太阳
我们在所谓的宜居带
我们离太阳足够远 不会太热
又足够近 所以这里有液态水
太阳是我们的恒星
它给我们光 给我们热
没有我们的恒星就没有我们
但它只是一颗普通的恒星
其他太阳系的许多恒星也是如此
所以透过研究我们的太阳
实际上让我们了解了整个星系的恒星
是如何运作的
2018年11月1日…
距离抵达太阳四天
派克太阳探测器的时速 达到约二十八万八千千米
它现在是人类有史以来最快的物体
它进入的区域 太阳风仍在加速
日冕仍在加热
这就是我们所谓的“触摸太阳”
如此接近一颗恒星
就像把你的车开到核反应炉的中心
人类制造的任何东西 以前都没有冒过这样的危险
难以置信的热
高能粒子会变得非常极端
非常具有攻击性的地方
这地方热得厉害
碳隔热板正面的温度
超过了一千度
我们所有的仪器都隐藏在阴影中
它们依然在运作
帮助我们实现这一目标的科学和技术
是非常厉害的
在地球上 我们认为光是纯净 无重量的照明
离太阳这么近 光就像铁锤一样打在你身上
光子的绝对压力
每个光子的能量
以一种物理力量推动探测器
控制我们太阳系的一切都来自太阳
高能粒子 光 太阳风
都来自太阳
能真正接触到它 真是太神奇了
这是改写科学教科书的开始
我们已经成功地设计了一艘
能够在坠入太阳大气层后 存活下来的太空飞行器
这是一项了不起的成就
这是我们这些年来 一直在努力争取的时刻
无以计数的日子 许多新长的白发
当我开始这个任务的时候 我还没有白头发
这不是任务的结束
但在东部标准时间2018年11月5日 晚上10点27分
派克探测器到达第一个目的地
人类探索太空的里程碑
这是近日点
这是人类离恒星最近的一次
第一次飞过日冕
真是太不可思议了
这是一片未知的领域
派克太阳探测器正在那里开辟道路