去太陽旅行

自億萬年前第一個感光細胞進化出來，太陽便與地球生物緊密聯(lián)系在一起。去太陽旅行的幻想故事問世甚早，從古希臘被譽為科幻雛形的“伊卡洛斯制造人工翅膀飛向太陽”，到新中國第一部科幻小說《夢游太陽系》，都有這樣的情節(jié)。

但現(xiàn)實中，去太陽旅行是一件極難的事情——到底難在哪兒呢？

怎么去

第一個難題是怎么去。太陽離我們約1 . 5 億千米，看著遠得嚇人，但對現(xiàn)有宇航技術(shù)來說，這點兒路程本身并不難。況且太陽系中的物體都受到太陽的強大引力，哪怕飛船沒有初始動力，只要能擺脫地球的引力束縛，“ 掉”也“ 掉”得到太陽上去了。

問題的關(guān)鍵在“剎車”。飛離地球的飛船，如果不進行任何操作，會在地球軌道上繞太陽公轉(zhuǎn)。為了靠近太陽，要先剎住原本就有的公轉(zhuǎn)速度，讓飛船得以開始向太陽“墜落”，并在其墜落得越來越快時，還能進一步剎住速度，免得真“掉”進太陽。由此算下來，抵達太陽所消耗的能量將十分驚人，超過同樣一艘飛船抵達火星所需能量的50 倍。

飛船攜帶如此多能量上天顯然不現(xiàn)實，科學家們想到了一個巧妙的方法。去往遙遠行星時，以特定的軌道巧妙借助沿途星球引力，可以對飛船進行加速，這種方法被形象地稱為“引力彈弓”。比如“卡西尼號”探測器就是利用引力彈弓去往土星。反向利用引力彈弓，是不是就能為飛船減速了呢？答案是肯定的。2018年發(fā)射的“帕克號”太陽探測器就計劃7次利用金星進行減速，于2025年抵達最終的預定軌道。雖然耗時7年，但相比節(jié)省下的燃料，一切等待都是值得的——旅行該“ 怎么去”的問題在人類現(xiàn)有的能力范圍內(nèi)得到了還算完滿的解決。

怎么待

第二個難題是怎么在太陽附近待得住。太陽表面溫度很高，有接近6000℃。但相比外層上百萬攝氏度的日冕，就是小巫見大巫了——這一神秘高溫的成因至今仍是個謎。在劉慈欣的《全頻帶阻塞干擾》中，世界上僅有一艘飛船具備在日冕中長期航行的能力。面對如此強悍的日冕高溫，科幻小說也難得地保守了起來。水星軌道半徑約為5800萬千米，其被炙烤的表面尚且超過400℃，作為人類文明迄今為止唯一一艘有能力進入日冕的探測器，“ 帕克號”在近日點時與太陽的距離僅為水星與太陽距離的九分之一，它所面臨的嚴峻“ 烤”驗可見一斑。

為了能安全地待在太陽附近，飛船需要全副武裝。以“帕克號”為例，它配備了由碳復合材料板構(gòu)成的隔熱護盾，厚度約11 . 5 厘米，護盾外表面還有白色的陶瓷涂層，能承受1400℃的高溫。在“ 帕克號”運行的過程中，這塊代表著人類隔熱技術(shù)巔峰的護盾借助高精度姿態(tài)控制技術(shù)，始終直面太陽，再加上內(nèi)部的水冷循環(huán)系統(tǒng)，可以保護飛行器本體的溫度在30℃以下。甚至在距離太陽特別近時，太陽能電池板還可以收縮到護盾背后，避免被高溫灼燒。同時，“帕克號”選擇了較為細長的運行軌道，期間有足夠的時間稍微遠離太陽，從灼熱中脫身來“ 緩一緩”。

到達近日點時，“帕克號”實際上已經(jīng)進入了日冕內(nèi)部。幸運的是，日冕本身異常稀薄，其高溫是從粒子運動速度推算而來，并非實際的“體感”溫度，對“帕克號”影響有限。再加上“帕克號”以將近600倍音速的恐怖速度飛馳而過，在近日點停留時間很短，也就能從日冕全身而退了——剛好來得及拍幾張炫酷的旅行照片。

怎么回

第三個難題是返程，這是目前尚未解決的。如果是一去不返的探測器，“ 能去”“ 能待”就算成功完成了任務。但倘若還需返程，比如收集了一些日冕中的粒子想帶回地球進行研究，甚或是載人飛船，就不能只是張普通的單程票了。

返程意味著需要更多燃料。飛船顯然無法攜帶太多常規(guī)燃料，我們可以設(shè)想一些特別的方法“以時間換燃料”：通過延長飛船的旅行時間，讓有限的動力有充足的時間發(fā)揮作用。借助磁場收集飛船附近的帶電粒子，再將其集中噴射出來，能夠提供一定的動力；以光的壓力作為主要推動力的太陽帆此處正是用武之地，但這也對太陽帆制作材料的堅韌和耐高溫性提出了更高的要求；還有前文提到的引力彈弓。

或者換一種思路，不只借助飛船自身的力量，還可以在去往太陽的途中設(shè)置專門的燃料補給飛船，中途接力“加油”；也可以將飛船上待回收的載荷以相對高的速度單獨發(fā)射出來，另派飛船高速飛掠將其“撈起”；或者預估路線，降落在路過的小行星或彗星上，搭個便車回到地球附近。所有的方法都可以疊加在一起使用，只為回到這顆涼爽的藍色星球。

未知的疆界面前，人類從未止步。距離去往太陽的旅行只有一步之遙，但注定不是坦途。期待那一天早日到來！

[ 責任編輯：楊競]