美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)歷時(shí)8年、耗資約15億美元,打造出了一款能穿過(guò)太陽(yáng)大氣層而不融化的航天器——帕克太陽(yáng)探測(cè)器(Parker Solar Probe,以下簡(jiǎn)稱(chēng)帕克)。
據(jù)NASA官網(wǎng)8月12日?qǐng)?bào)道,美國(guó)東部時(shí)間8月12日3時(shí)31分(北京時(shí)間8月12日15時(shí)31分),帕克一飛沖天,它將以前所未有的飛行距離和速度,與太陽(yáng)親密接觸,觸摸日冕,進(jìn)一步揭開(kāi)籠罩著太陽(yáng)的神秘面紗。
速度最快,距離太陽(yáng)最近
聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟增加了第三級(jí)的“德?tīng)査?”號(hào)重型火箭(世界上最強(qiáng)大的火箭之一),搭載帕克從佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角空軍基地發(fā)射升空,探測(cè)器將于2018年11月首次接近太陽(yáng),并于12月傳回?cái)?shù)據(jù)。帕克重約1270公斤,大小相當(dāng)于一輛小轎車(chē),到達(dá)太陽(yáng)所需的能量為到達(dá)火星所需的55倍多。
帕克的最快速度將達(dá)到69.2萬(wàn)公里/小時(shí),創(chuàng)造有史以來(lái)運(yùn)行速度最快航天器紀(jì)錄。在不到7年的任務(wù)壽命期間,它將繞太陽(yáng)運(yùn)行24次,并逐漸縮短與后者的距離,最終在距離太陽(yáng)表面約616萬(wàn)公里的位置飛行,這個(gè)位置處于日冕范圍之內(nèi),屆時(shí),其與太陽(yáng)的距離相當(dāng)于1976年德國(guó)“太陽(yáng)神2”號(hào)探測(cè)器創(chuàng)下紀(jì)錄的1/7。
為了與太陽(yáng)進(jìn)行“親密接觸”,帕克需要放慢速度,以使用金星的引力。升空8周后,帕克將飛過(guò)金星,利用這顆衛(wèi)星的引力,減速并進(jìn)入環(huán)繞太陽(yáng)更近的軌道。之后再過(guò)5周,探測(cè)器將完成首次近距離接觸,到達(dá)距離太陽(yáng)表面逾2400萬(wàn)公里(相當(dāng)于太陽(yáng)半徑35倍)的區(qū)域。探測(cè)器將從那里開(kāi)始環(huán)繞太陽(yáng)飛行,逐漸拉近與太陽(yáng)的距離,其間需再飛過(guò)金星6次。
“三明治”隔熱罩護(hù)駕
在靠近太陽(yáng)的軌道上,真正的挑戰(zhàn)是防止航天器被燃燒殆盡。
帕克科學(xué)家、戈達(dá)德太空飛行中心的亞當(dāng)·薩博說(shuō):“NASA數(shù)十年前就開(kāi)始計(jì)劃朝太陽(yáng)發(fā)送探測(cè)器,但我們一直缺乏保護(hù)航天器及其儀器免受高溫影響的技術(shù)。材料科學(xué)的最新進(jìn)展為我們提供了可以制造航天器隔熱罩的材料,這一隔熱板置于航天器前,不僅能耐受太陽(yáng)的極端高溫,還能保持背面的涼爽?!?/p>
隔熱罩由兩塊碳纖維面板之間夾一層4.5英寸厚的碳復(fù)合泡沫材料制成。雖然面向太陽(yáng)一側(cè)的溫度約達(dá)1371℃,但在隔熱罩后面,探測(cè)器的溫度保持在29℃。
試圖厘清三大問(wèn)題
帕克試圖厘清三大主要問(wèn)題。首先,為什么太陽(yáng)光球?qū)拥臏囟缺热彰釡囟鹊秃芏唷H彰崾翘?yáng)大氣的最外層,其內(nèi)部分別為光球?qū)雍蜕驅(qū)印9馇驅(qū)拥臏囟葍H為5500℃,日冕層的溫度高達(dá)二百萬(wàn)攝氏度。戈達(dá)德太空飛行中心的研究科學(xué)家艾瑞克·克里斯蒂安說(shuō):“一般而言,距離熱源越遠(yuǎn),溫度越低,但為何太陽(yáng)外部大氣層比內(nèi)部表面溫度高得多?這是個(gè)巨大的未解之謎?!?/p>
其次,探測(cè)器將在太陽(yáng)風(fēng)內(nèi)穿梭,厘清生成太陽(yáng)風(fēng)的神秘過(guò)程以及太陽(yáng)風(fēng)如何獲得高達(dá)數(shù)百萬(wàn)英里/小時(shí)的速度。
最后,探測(cè)器將研究太空天氣現(xiàn)象。
薩博說(shuō):“日冕是太陽(yáng)系中沒(méi)有航天器拜訪(fǎng)過(guò)的地方之一,帕克給了我作為探險(xiǎn)家的興奮感。太陽(yáng)是我們可以近距離了解的一顆恒星,了解它有助于我們更好地理解其他恒星?!保ㄓ浾?劉 霞)
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