W当密歇根大学空间物理学教授Justin Kasper在做白日梦时，他想象了一辆丰田普锐斯大小的宇宙飞船在太阳日冕(一团过热的等离子体云)中超速行驶。这艘名为“太阳探测器+”的飞船将比任何人造物体都更接近我们的恒星——距离太阳表面仅400万英里。那里的太阳比我们在地球上看到的要亮512倍，宽20倍。以每小时45万英里的速度飞行的太阳探测器将是我们送入太空的最快的东西，也是最坚固的——它的4.5英寸厚的碳泡沫隔热板夹在碳板之间，可以承受2500华氏度的温度。在这个防护罩下，电脑和其他控制飞船路径的设备在室温下运行。但是，探测器最重要的仪器——法拉第杯，就像帆船上的标志一样，坐落在护盾的外面，沉浸在太阳风中——以每小时一百万英里的速度爆发的电子、质子和氦离子。这个杯子只有金枪鱼罐头那么大，它可以记录风的组成和方向。它的测量结果可以解答天体物理学中某些突出的谜题，其中的关键是为什么日冕比其表面更热的谜题。更好地理解太阳风可能有助于人类开拓太空。
太阳风既具有保护作用又很危险。一方面，它有助于为我们的太阳系创造一个安全的避风港——它保护我们免受来自遥远超新星的破坏性宇宙射线的伤害，就像岬角保护海湾免受巨浪的伤害一样。另一方面，它可以使大量的带电粒子云撞击地球的磁场，“导致环绕地球的全球磁泡震动和颤动，”NASA的一个网站说。这些风暴产生巨大的电流，可以极大地破坏地球上的生命。在1859年著名的太阳风暴，即众所周知的卡林顿事件中，整个欧洲和北美的电报系统都失灵了，电火花使操作员受到电击，电报纸起火。在高度依赖卫星对地面通信、GPS信号和手机连接的当今世界，类似的电磁风暴可以造成更大程度的破坏。它对太空旅行也很危险，会干扰设备，辐射宇航员和飞船。尽管美国国家航空航天局(NASA)已经将人类送上了月球，在火星上发射了漫游者，对金星大气层进行了采样，并向坦普尔1号彗星发射了探测器，但太阳和它的风仍然是一个谜。有了太阳探测器Plus，我们太阳系中被探索最少的物体终于可以近距离观察了。
太阳是由多层组成的从内到外，它们分别是核、光球、色球和日冕。内核是一团密集的氢离子云，这些氢离子正在经历持续的核聚变反应，产生氦离子并释放出大量的热能和能量，辐射到光球层。太阳的核心温度是2700万华氏度，但光球的温度是1万华氏度，仅比最热的森林火灾温度高5倍。这是有道理的——你坐得离营火越远，温度就越低。但太阳就没这么简单了。在光球层之外是一层相对较薄的色球层，人们认为太阳风就是在色球层产生的。更远的地方是日冕，厚度达几百万英里，温度高达500万华氏度。在日冕中，篝火的类比失败了——它在离太阳核心越远的地方越热。
乔纳森·切尔坦(Jonathan Cirtain)是阿拉巴马州亨茨维尔(Huntsville)美国国家航空航天局(NASA)马歇尔太空飞行中心(Marshall Space Flight Center)的一个团队的负责人，负责制作部分太阳探测器杯(Solar Probe cup)。他认为，太阳的磁能是日冕产生热量的原因。储存在色球层上部或日冕下部的磁能被释放到等离子体中。等离子体被加热到一定程度，以至于粒子脱离了太阳的引力，以每小时100万英里的速度以太阳风的形式喷发出来。当太阳探测器Plus加速穿过日冕时，这股风将直接吹向卡斯珀和瑟坦的杯子。
这个坚硬的小杯子是由高度耐热的金属——钼、钛和锆制成的。两层铌，一种更耐热的金属，将盖住杯子的开口，使其在风中下沉。每一张纸上都有一个小洞，粒子可以飞进去。一旦进入，粒子将通过一系列的钨丝栅格，这些栅格被注入特定的电压，起到过滤器的作用。“通过测量电流作为电压的函数，我可以分别看到质子和α，因为它们需要不同的电压来阻止它们，”Kasper说。“通过电流作为电压的函数，我得到了风的基本属性:密度、速度和温度。”一旦它们穿过栅格，粒子就会撞击一个圆形金属板，金属板会记录它们的电荷和它们进入时的角度。卡斯珀解释说，这个角度很重要，因为等离子体可能会来回晃动。“当电场和磁场发生变化时，气流的变化方式可以告诉我们，我们经过的是哪种波或漩涡，以及它是朝着太阳方向还是远离太阳。”
“太阳探测器+”的法拉第杯一定是人类制造的被滥用和测试最多的容器之一。美国国家航空航天局马歇尔太空飞行中心的一个强大的粒子加速器用类似于太阳风能量的离子和电子轰击了这个杯子。在法国比利牛斯山脉的一个太阳能炉中，这只杯子经受住了一束阳光的照射，这种光线可以在30秒内把一块钢板烧出一个一英尺宽的洞。这个杯子还面对着一排IMAX电影放映机，这些放映机的氙气灯泡发出的紫外线与太阳表面的光谱相同。结果如何?“我很高兴地说，”卡斯珀说，“世界杯运行得相当不错。”
更好地理解太阳风可能有助于人类开拓太空。
卡斯帕的白日梦将在10年后成为现实，美国宇航局将于2018年发射探测器。利用金星的引力作为一个巨大的缓冲垫，探测器将进入一个轨道，使其更接近太阳。发射三个月后，即2018年7月，探测器将首次接近太阳。在每次接近太阳的过程中，探测器都有11天的时间进入太阳，在此期间，宽视场望远镜将对日冕进行成像，探测器将利用太阳风。
在太阳落差期间，探测器将无法与地球通信，原因有很多:天线被烤焦的风险，磁场干扰，再加上太阳有时会站在探测器和地球之间。但在返回金星的途中，探测器将利用太阳的能量传输收集到的数据，将风的起源、组成和强度告知卡斯珀和切尔坦。
NASA天体物理学家Madhulika Guhathakurta是NASA“与恒星生活”项目的负责人，他说:“我们将会有惊人的发现。”埃隆·马斯克(Elon Musk)的火星居民计划、美国国家航空航天局(NASA)飞往木卫二(Europa)的计划，以及其他未来的太空任务，都可能利用这些信息来逃离太阳不时喷发出的猛烈粒子风暴。古哈塔库尔塔说:“这项任务可以帮助人类从地球居民转变为太空居民。”
贾斯汀·诺贝尔关于科学和文化的故事出现在时间、猎户座和锡的房子。在其他项目中，他目前正在编写一本关于天气的故事书。他住在新奥尔良。
