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就是不怕烤!「帕克太陽探測器」發射升空,將穿越日冕!

美國時間8月12日凌晨3時31分,「帕克太陽探測器」由美國聯合發射聯盟的Delta-4重型火箭於佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地成功發射升空,將開啟歷時7年的逐日之旅。

這個「汽車大小」的無人探測器耗資15億美元,以美國天體物理學家尤金·帕克的姓氏命名。

「帕克太陽探測器」將前所未有地接近太陽,在嚴酷的高溫和輻射條件下首次對太陽日冕進行採樣,對太陽風進行成像處理,有望揭開一些有關太陽的一些謎團。

「帕克太陽探測器」要飛到距離太陽比較近的地方進行探測,所以其研製和運行難度都比之前的太陽觀測衛星大許多,尤其對其防熱措施、軌道設計等要求更高,技術十分複雜,挑戰巨大。

(圖:帕克太陽探測器 來源:NASA官網)

「尤金·帕克」:「帕克太陽探測器」,以現年 91 歲的美國太陽天體物理學家尤金·帕克(Eugene N. Parker)的名字命名。60 年前尤金·帕克首次提出了太陽風的存在,當時並沒有被主流科學界接受。科技的進步,讓探測太陽的夢想得以實現,也讓人們記住了提出真理的人。

為什麼要發射帕克太陽探測器?

探測太陽具有重要的意義!

自古以來人類就不斷在研究太陽,並逐漸掌握了不少有關太陽的知識。由於受技術水平限制,目前人類對太陽的了解還是不夠深入,仍有不少太陽的未解之謎。

太陽是地球的母親,為地球上的生命提供光和熱,但也會對地球環境和人類生活帶來不利影響。例如,太陽耀斑爆發所產生的大量紫外線、X射線、γ射線和高能帶電粒子,能擾亂地球磁場,引起磁暴,破壞電離層,造成短波通信中斷,甚至傷害地球上的生物。

近距離探測太陽,將回答一些長期以來困擾著天文學家的難題。有助於揭示太陽的運行機制,了解太陽與行星、地球的關係,提高人類預測太空天氣的能力,改善會影響地球生命的主要天氣事件,以及協助太空衛星和宇航員的觀測。所以對太陽進行全方位的深入觀測和探測,不僅有天體物理學上的意義,對人類的生存也很重要。

(圖:太陽 來源:百度百科)

之前的「觀察者」還是離太陽太遠!

近些年來,人來已經發射了不少太陽觀測衛星。例如,太陽-B衛星、「日地關係觀測台」和「太陽動力學觀測台」等,並且已取得了較多的科研成果。然而與「帕克太陽探測器」相比,太陽觀測衛星仍然先天不足——離太陽還是比較遠。

按照計劃,「帕克太陽探測器」將進入熾熱的太陽日冕層,直接從大氣層穿過,最接近太陽的時候,只有 610 萬公里。在此之前,記錄由 1976 年 4 月 17 日太陽神 2 號探測器創下的 4343.2 萬公里保持了四十二年之久。

與太陽觀測衛星相比,「帕克太陽探測器」要飛離地球,在距離太陽更近的地方探測它,並且不受地球遮擋以及地球輻射帶影響,所以能獲得更全、更有科研價值的太陽數據。

「帕克」急速飛向太陽,

它會不會剎不住車一頭栽進去?

「帕克太陽探測器」不是直飛太陽而是駛向金星它將掠過金星,利用金星的引力使探測器的飛行速度變得更小,即利用金星引力進行減速「剎車」,使它最後以一定的速度圍繞太陽飛行達到平衡,以防止探測器受太陽巨大引力的影響,一頭栽進太陽大氣而出不來被損毀。這與在大多數深空探測任務中,一般是利用行星引力作跳板來獲取額外的能量(或速度)正好相反。

(圖:金星 來源:百度百科)

通過金星的引力作用,還能輕微改變探測器軌道形狀,讓飛行路線彎曲,從而使「帕克太陽探測器」軌道逐漸深入到太陽的大氣層內。「帕克太陽探測器」將繞太陽運行24圈,並逐漸縮短與太陽的距離,最終在距離太陽表面約600萬千米(處於日冕的範圍之內)的位置,以每小時72萬公里的速度飛行。

【720000公里/小時】:放在地球表面,這個速度相當於從華盛頓出發,不到 1 分鐘就可以抵達東京。

和太陽零距離接觸,

「帕克」不會被烤焦嗎?

「帕克太陽探測器」將在超過1400°C的高溫和強輻射流條件下直接對太陽日冕進行觀測,為此,科學家為「帕克太陽探測器」研製了一個碳複合材料防熱罩(TPS)。它可承受1650°C高溫,它被裝在「帕克太陽探測器」頂部,其對太陽的一面被噴上特製的白色塗層,以儘可能地反射太陽的能量,為探測器的其餘部分創造陰影。可以確保 「帕克太陽探測器」的太陽防熱罩能始終朝向太陽,使探測器各裝置一直處於防熱罩的陰影中,溫度將保持在約29°C,從而免受太陽巨大高溫的輻照加熱。

(圖:帕克太陽探測器 來源:NASA官網)

其次,科學家在探測器內還加裝了由太陽能電池驅動冷卻泵等裝置。它是一個包含著5公升加壓水的輻射器,可像空調一樣給儀器降溫。

「帕克太陽探測器」還具有自我保護功能。它裝有多個半個手機大小的感測器,分布在防熱罩陰影的邊緣。如果任何一個感測器感知到陽光,便會提醒中央電腦,「帕克太陽探測器」隨即調整方位,確保感測器及其它儀器的安全。

「帕克」將在今年 10 月份抵達金星軌道,11 月初開始第一圈繞日飛行,最快 12 月份將傳回第一批太陽探測信息,而第二圈繞日飛行要等到明年 5 月。它將在未來7年中繞太陽飛行 24 圈,一直持續到 2025 年 6 月,逐步獲取更豐富、更準確的太陽信息。

整理/編輯 石頭

杭州日報

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聯合出品


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