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帕克探測器將首次“觸摸”太陽

2018-08-13 10:10:08        來源:科技日報

美國國家航空航天局(NASA)歷時8年、耗資約15億美元,打造出了一款能穿過太陽大氣層而不融化的航天器——帕克太陽探測器(Parker Solar Probe,以下簡稱帕克)。

據NASA官網8月12日報道,美國東部時間8月12日3時31分(北京時間8月12日15時31分),帕克一飛沖天,它將以前所未有的飛行距離和速度,與太陽親密接觸,觸摸日冕,進一步揭開籠罩著太陽的神秘面紗。

速度最快,距離太陽最近

聯合發射聯盟增加了第三級的“德爾塔4”號重型火箭(世界上最強大的火箭之一),搭載帕克從佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地發射升空,探測器將于2018年11月首次接近太陽,并于12月傳回數據。帕克重約1270公斤,大小相當于一輛小轎車,到達太陽所需的能量為到達火星所需的55倍多。

帕克的最快速度將達到69.2萬公里/小時,創造有史以來運行速度最快航天器紀錄。在不到7年的任務壽命期間,它將繞太陽運行24次,并逐漸縮短與后者的距離,最終在距離太陽表面約616萬公里的位置飛行,這個位置處于日冕范圍之內,屆時,其與太陽的距離相當于1976年德國“太陽神2”號探測器創下紀錄的1/7。

為了與太陽進行“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,帕克將飛過金星,利用這顆衛星的引力,減速并進入環繞太陽更近的軌道。之后再過5周,探測器將完成首次近距離接觸,到達距離太陽表面逾2400萬公里(相當于太陽半徑35倍)的區域。探測器將從那里開始環繞太陽飛行,逐漸拉近與太陽的距離,其間需再飛過金星6次。

“三明治”隔熱罩護駕

在靠近太陽的軌道上,真正的挑戰是防止航天器被燃燒殆盡。

帕克科學家、戈達德太空飛行中心的亞當·薩博說:“NASA數十年前就開始計劃朝太陽發送探測器,但我們一直缺乏保護航天器及其儀器免受高溫影響的技術。材料科學的最新進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,不僅能耐受太陽的極端高溫,還能保持背面的涼爽。”

隔熱罩由兩塊碳纖維面板之間夾一層4.5英寸厚的碳復合泡沫材料制成。雖然面向太陽一側的溫度約達1371℃,但在隔熱罩后面,探測器的溫度保持在29℃。

試圖厘清三大問題

帕克試圖厘清三大主要問題。首先,為什么太陽光球層的溫度比日冕溫度低很多。日冕是太陽大氣的最外層,其內部分別為光球層和色球層。光球層的溫度僅為5500℃,日冕層的溫度高達二百萬攝氏度。戈達德太空飛行中心的研究科學家艾瑞克·克里斯蒂安說:“一般而言,距離熱源越遠,溫度越低,但為何太陽外部大氣層比內部表面溫度高得多?這是個巨大的未解之謎。”

其次,探測器將在太陽風內穿梭,厘清生成太陽風的神秘過程以及太陽風如何獲得高達數百萬英里/小時的速度。

最后,探測器將研究太空天氣現象。

薩博說:“日冕是太陽系中沒有航天器拜訪過的地方之一,帕克給了我作為探險家的興奮感。太陽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。”(劉霞)

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