過去,人們曾經幻想能夠飛上太空,登陸月球。如今,這些看似異想天開的想法都已經成為現實。在登上月球之後,人類的下一個登陸目標將會是火星。
那麼,在未來,人類是否能夠登陸太陽系中最大最熱的天體——太陽?人類登陸太陽,有哪些困難需要克服?
想要登陸太陽,第一個要克服的困難是極端高溫。為了到達太陽的表面,先要穿過太陽大氣層。位於太陽大氣上層的是日冕,這塊區域平時肉眼看不到,在日全食時可以看到。雖然日冕還沒有到太陽表面,但這裡的溫度卻異常高,平均可達100萬度。
不過,日冕非常稀薄,其壓力只有地球表面大氣壓的千萬分之一,所以那裡其實並非不可接近。進入日冕中的物體所能接收到的熱量是很有限的,並不會被加熱到上百萬度。溫度與熱量是兩種概念,溫度高只是代表粒子的平均動能高,幾十個分子可以達到很高的溫度,但它們的熱量很低。
因此,美國宇航局(NASA)的帕克太陽探測器能夠成功飛入日冕中。雖然日冕的溫度非常高,但探測器最多也只會被加熱到1370攝氏度。而在隔熱罩的防護下,探測器上所搭載的儀器可以在30度的常溫下進行工作。
穿過日冕之後,很快就會到達溫度為5500度的太陽表面。就目前而言,人類還沒有製造出能夠耐住如此高溫的材料,最耐熱的材料在這種溫度下也會熔化。不過,可以參考可控核聚變控制上億度高溫的方法,通過某種磁場來隔絕高溫。
除了高溫,太陽上還有十分強烈的電磁輻射。要知道,太空人在距離地球表面400公裡的太空中就會遭受大量的宇宙輻射,更何況是在太陽上。如果沒有切實有效的屏蔽輻射的方法,人類不可能活著接近太陽。
此外,太陽上也沒有可供著陸的硬質陸地。太陽上的溫度非常高,原子無法保持電中性,而是電離成等離子體,其物理性質與氣體相接近。如果宇宙飛船能夠承受住太陽的高溫著陸到表面,那麼,飛船將會不斷下沉,直到太陽密度與飛船密度相當,飛船將會懸停在那裡。
為了實現真正意義上的著陸,只能等到50億年之後。太陽核心最終會坍縮為白矮星,其表面物理性質類似固體,宇宙飛船可以在上面著陸。
只是白矮星剛形成時,表面溫度高達數十萬度,至少需要經過數十億年的冷卻才能滿足登陸條件。另外,白矮星的表面引力十分極端,在上面登陸的太空人無法承受那種極端的重力,甚至宇宙飛船本身也會被重力壓垮。