姓名:张志彪 学号:16050120102
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【嵌牛导读】对于人类来说，太阳是既熟悉又陌生的星球。众所周知，太阳对人类生存影响很大，而我们却对太阳了解得还不够透彻。所以，为了解答有关太阳的最深层谜团，美国航宇局准备在2018年前发射一个名为SP+的太阳探测器，让它冒险进入太阳那炙热的大气，在被太阳散发的巨大热量摧毁之前收集地球“母星”的重要信息。
【嵌牛鼻子】太阳日光物理 轨道 探测仪
【嵌牛提问】这个探测器有什么特疏之处？他用来探测太阳什么?有什么原理？肩负什么使命?
【嵌牛正文】太阳探测器（Solar Probe，美国航空航天局的太阳探测器，现更名为Solar Probe +）是第一个飞入太阳日冕的飞行器，仅仅位于太阳“表面”（光球）上方8.5 太阳半径（590万公里或3.67万英里）内。
太阳探测器的仪器探测它们遇到的等离子体、磁场和波、高能粒子和尘埃。它们也对太阳探测器轨道附近以及日冕底部的偶极结构的日冕结构成像。
太阳探测任务的早期概念设计使用木星的重力辅助操纵来取消从地球发射的探测器的轨道速度，以便落到接近太阳的轨迹上。Solar Probe Plus任务设计通过在金星上使用重复的重力辅助来逐渐减少轨道近日点，从而实现多次通过，达到大约8.5 太阳半径或大约6,000,000公里（3,700,000英里），从而简化了这一轨迹。
该任务设计为在太阳附近的恶劣环境中生存，其中通过使用太阳遮蔽物，入射太阳强度约为地球轨道强度的520倍。在航天器前部的太阳能防护罩由增强的碳 - 碳复合材料制成。飞船系统和科学仪器，位于本影盾，其中来自太阳的直射光被完全阻断。任务的主要功能将是使用光伏阵列的双系统。用于0.25AU以外的任务的部分的初级光伏阵列在靠近太阳的近处期间缩回到遮蔽物之后，并且更小的次级阵列通过最接近的方式为航天器提供动力。该次级阵列使用泵送流体冷却以保持操作温度。
当探头经过太阳时，它将达到一个高达200公里/秒（120英里/秒）的速度，使其成为最快的人造物体，几乎是当前记录保持者Juno的三倍。
该探测器将有望飞到距太阳表面700万公里，或9个太阳半径的地方。在如此近的距离中，探测飞船的碳合成抗热板必须能够抵挡超过1400摄氏度以上的剧热，并承受此前没有任何太空船曾经承受过的高辐射“风暴”。
把一个探测器送往比先前最靠近太阳的探测器距离还要小8倍的地方听上去就像是一次自杀式的任务。而在如此近的距离上，它会一头扎入太阳日冕——太阳的外层大气，那里的温度在100万～200万摄氏度之间。这正是美国航宇局计划于2018年前发射的“太阳探测器+”(Solar Probe plus，简称SP+)所要做的，
2010年9月公布了SP+上所要进行的实验，科学家们为之兴奋不已。对于太阳物理学而言，SP+堪称是哈勃望远镜级别的任务。如果一路上能够幸存下来，SP+将有望回答一些长期以来困扰着天文学家的难题。这是人类第一次可以触摸、品味、嗅闻我们的太阳。
每一个机器的诞生，都会有它的任务，都会有它所要肩负的使命。那它的使命又有什么呢？
使命之一:搞清日冕为何一面在“沸腾”一面是“冰冻”
20世纪60年代，观测发现由太阳喷出的连续带电粒子流(德国天文学家路德维希·比尔曼将其称为“太阳风”)存在一个从亚音速到超音速的突变。此前理论天体物理学家尤金·帕克在50年代第一个预言了太阳日冕会出现这样的一个跳变。然而在此前后，类似SP+的一个探测任务的构想便被首次提了出来。
1958年，美国科学院辛普森委员会就提出了一个可以来回答这些问题的探测任务，它会在距离太阳只有4个太阳半径处来测量太阳粒子和磁场。虽然在当时看似是一个了不起的想法，但最初的方案还是太过冒进了。目前的计划则有所改变。SP+将会前往太阳系中还从未被探访过的区域，而驱使着它的两大谜团是日冕的高温和太阳风令人不解的加速。这是长期折磨着太阳物理学家的两大难题。
日冕中的粒子看上去似乎是从不同的方向被加热的。日冕中垂直于磁场方向的等离子体温度要比沿着磁场的高出10倍或者20倍。这就好像有一桶水，从一个方向上看它在沸腾，而从另一个方向上看它却同时又是冰冻的。
使命之二:寻找超音速太阳风来自哪里
第二大主要目标超音速太阳风是与第一个相关的。这主要是一场太阳引力和日冕中粒子压强的较量。日冕的温度越高，其中等离子体的压强就越大，由此就会产生超音速太阳风。换句话说，高温粒子的速度在距离太阳表面一定的高度上可以达到逃逸速度。但即便采用帕克所提出的机制，仍然有许多有关太阳风加速的事情至今仍搞不清楚。例如，没有额外的能源很难解释高速太阳风的成因。
也许用大视场照相机拍摄日冕的360度像会对解决这些问题有所帮助，而这正是SP+大视场成像仪(WISPR)的目的。当它扫过日冕的时候，WISPR将对它进行断层成像，不过其成像跨度只能达到90°～150°。
SP+在其24次的近日点飞掠过程中都会进行这一观测。但如果你等不及到2018年的话，可以看看美国航宇局的日地关系观测台在2011年2月提供的首幅360°的全太阳和日冕像。那么既然如此，为什么还需要视场有限的WISPR呢?因为过去还从来没有一个探测器能在如此有利的位置上以这样高的分辨率观测过太阳，这对于了解日冕物质抛射的磁场属性十分重要，
使命之三:以解开困扰科学家多年的两大太阳奥秘——日冕和太阳风。
日冕的温度是困扰科学家多年的谜团之一，如果你将一只温度计伸到太阳表面，那么它表面的温度是大约6000摄氏度科学直觉认为，当温度计离太阳表面越远时，温度应该越低，但事实却正好相反。太阳外部大气层——也即日冕的温度，有些地方竟然超过了100万摄氏度，比太阳表面温度还要高上数百倍。这一反常的现象意味着什么，科学家至今仍未找到合理的解释。
而太阳风则是困扰科学家的第二个谜团，太阳向整个太阳系喷射出炽热的带电粒子风——也就是所谓的太阳风，它的时速可以达到每小时数百万英里。然而令人惊奇的是，在靠近太阳表面的地方，却并没有任何明显的强风存在，可当太阳风抵达太阳系行星时，却变成了真正的“狂风”，是地球风速的上万倍，科学家怀疑，在太阳和行星之间可能存在一些未知因素，从而让太阳风获得了如此高的加速度。
随着现代科技发展迅速，我们对于世界甚至宇宙了解得也会越来越多。科技发展，人类认识便会越广。