人类史上速度最快的帕克号探测器成功升空，一位中国人功不可没

2018年8月11日，NASA“帕克号”太阳探测器由于最后一分钟的氦气压力问题而不得不取消，推迟到本周日8月12日美国东部时间凌晨3时31分发射升空，好在今天下午最新消息已经到达了国内，德尔塔IV型火箭发射成功，“帕克号”太阳探测器将开始七年的漫长旅途，目标是到达太阳的日冕层。这将是距离太阳最近的探测器，也是人类探测器首次抵达太阳的大气层。

美国宇航局派克太阳能探测器的重量为680公斤，体积比紧凑型轿车略微小一点，但在未来几年，它将会以每小时690,000公里的速度穿过太阳的边缘。到达那里绝非一件容易的事，而一位中国人在这次伟大的发射中起到了关键的作用。

约翰霍普金斯大学研究员郭延平博士绘制了一张太空探测器到达太阳的心脏地带的路径图，试图让大众能够明白其中过程的复杂。太阳是迄今为止太阳系中最大的星球，其引力场如此强大，以至于它将所有行星束缚在一起。任何东西很容易被太阳的引力所吸引是基本常识，对吗？所以郭延平博士称“帕克号”探索太阳是太空探索中最具挑战性的任务。

地球绕太阳运行的速度非常快，每秒30公里。想象一下在旋转木马上，围绕中心轴快速旋转，保持原位或向外倾斜要比向中心倾斜容易地多，约翰内斯·开普勒和艾萨克·牛顿在17世纪描述的那些相同的物理定律同样适用于太空运动。

让我们继续我们的旋转木马。太阳的引力就是中心轴，吸引你靠近。它与你的速度相互作用，将你锁定在轨道上。要到达旋转木马或太阳系的内部，你必须降低你的速度，以便从中心轴的引力中脱身。

对于派克太阳能探测器来说，它会采用世界上最强大的火箭之一，由联合发射联盟（United Launch Alliance）建造的Delta IV重型火箭进行发射。它将会产生超过350吨的力量把探测器送上太空。任何离开地球的物体通常都会共享行星的轨道，但Delta IV火箭将以相反的方向发射探测器。这一操作将使探测器减速。不过地球的引力仍然非常强大，探测器还会继续在它周围运行一段时间。这种操作类似于“对快速行驶的汽车施加制动，这会降低航天器的轨道速度，但不会改变其移动方向。

这是事情真正变得有趣的地方。即使刹车制动也不会使太阳探测器足够接近太阳。我们需要其他行星来帮助帕克号探测器完成最终使命。

2007年大多数人认为只有借助木星重力辅助才能够探测太阳，木星是一个巨大的行星，它的移动速度比地球快得多——接近每秒784公里。太空探测器可以飞入木星的重力场，并被拉向前，捕捉到其中的一些速度，最后接近太阳，你可以想象一个超人把你扔进旋转木马的中心。

然而这个早期计划需要为探测器配备核能，因为太阳能电池板需要收集到远至木星的能量，所以它的成本太大了。美国宇航局不想花这笔钱，也不想浪费它稀缺的钚供应。于是约翰霍普金斯大学研究员郭延平博士想到了一个新方案，那就是用金星来实现探测目标。探测器不用跟在木星后面来获得速度，而是会从金星前面经过，当它被向后拉的时候速度会减慢。金星比木星小，它也不会用到太多的能量。把探测速度减慢到足以接近太阳需要探测器从金星前面飞过7次，这是一个创纪录的数字。

郭延平博士的方案不需要探测器在深空金星额外的操作，一切都是重力辅助完成的。负责新视野的行星学家，麻省理工学院教授理查德宾策尔高度评价了郭延平博士的方案：这是一条非常精细的路径——太近了，行星会把你拉进去。你正在用穿针引线的方式获得来自金星的恰当的引力。