“觸摸太陽”的里程碑:靠近太陽的人造衛星!

作者:一一奇聞 目錄:不解之迷  時間:2021-06-02 

       太陽,太陽系的中心,地球上的生命最重要的能量來源,在會客的邊緣。8月4日,NASA將推出帕克太陽探測器,宇宙飛船穿越將近9300萬英里的前所未有的任務來研究一些太陽最大的秘密。 天體物理學家尤金·帕克的名字命名,錢德拉塞卡杰出服務的天文學和天體物理學名譽教授在芝加哥大學的,現在發現這一現象稱為太陽風。

帕克太陽探測器將是有史以來最靠近太陽的人造衛星,其最引人注目的里程碑時刻將是“觸摸太陽”。

     據報道, 2018年8月4日,美國航空航天局(NASA)的帕克太陽探測器(Parker Solar Probe)將開始為期7年的旅程,它的任務是探測太陽的能量,以更好地保護人類和航空器免受其潛在的致命影響。NASA稱,這將是有史以來最靠近太陽的人造衛星,其最引人注目的里程碑時刻將是“觸摸太陽”。

  考慮到太陽是一團極為熾熱的氣體,沒有固體表面,那么“觸摸太陽”意味著什么呢?

  在發射之后,帕克探測器將穿過太陽大氣層的最外層——日冕,此處的溫度高達200萬攝氏度。更加奇怪的是,日冕溫度其實比光球(photosphere)高300倍,后者是太陽大氣最內側的部分,也是耀斑和黑子形成的地方。造成這一現象的原因依然是個謎,這也是帕克探測器希望解答的問題。隨著日冕以帶電粒子流的形式——稱為太陽風——向太空拋散,這些高溫氣體也逐漸冷卻。

  由于極端的高溫,觀測太陽的航天器難以在足夠近的距離觀測日冕活動的完整圖景。裝備有特制防護盾的帕克太陽探測器將到達距離太陽光球僅640萬公里的位置,進行近距離觀測。這一距離比水星和太陽的距離(約為9300萬公里)近了14倍。而且,它將是有史以來最靠近太陽的人造物體,本質上將“觸摸到太陽”。

  帕克探測器任務研究科學家埃里克·克里斯蒂安(Eric Christian)說:“帕克將是第一次我們有機會距離太陽足夠近,以觀察那里正在發生的活動,包括日冕在哪里升溫,太陽風在哪里加速等。”

  帕克探測器的主要科學目標是了解太陽風如何加速,以及日冕極端高溫的原因。這些都是很重要的科學和太空探測問題。太陽會周期性地產生耀斑,并伴隨著日冕物質拋射事件,此時太陽表面會釋放大量物質和電磁輻射進入太空,危險的帶電粒子可能會在整個太陽系產生影響。

  據NASA介紹,帕克探測器使用的是輕量型的隔熱罩,厚度為11.4厘米的碳泡沫芯有97%為空氣。隔熱罩周圍是兩片過熱的碳-碳復合材料。最靠近太陽的一側噴涂了能反射太陽輻射的材料,使探測器盡可能地保持低溫。

  由于帕克探測器與太陽的距離太近,以至于無法直接拍攝太陽活動,否則將造成探測器損壞。因此,在帕克探測器分析太陽活動的同時,NASA將利用其他太陽探測器拍攝太陽的狀態。太陽動力學天文臺(Solar Dynamics Observatory)和“太陽和太陽圈探測器”(Solar and Heliospheric Observatory)已經在距離相對較遠的位置進行對太陽的常規觀測,監控太陽黑子、耀斑和其他活動的情況。在帕克探測器接近太陽的時候,它們也會繼續這些工作。

  帕克探測器對太陽的近距離探測將在發射4個月后開始。首先,它將對金星進行一次快速飛掠。克里斯蒂安表示,由于帕克探測器是設計用來采集帶電粒子的,因此不太可能對金星進行觀測,而且金星也不具備很強的磁場。在這次飛掠之后,帕克探測器與太陽的距離將縮短到2700萬公里,并自動采集觀測數據,于第二年將結果緩慢發送回地球。

  為什么會出現延遲?原因在于太陽是非常強大的無線電波來源,會干擾帕克探測器的通訊。盡管探測器很靠近太陽(從地球的角度看),但NASA會避免與其聯系,以確保指令不會發生混亂。事實上,NASA已經習慣了這種操作,比如在火星非常靠近太陽時(從地球的角度看),他們就暫停了與火星表面上幾臺探測車的通訊。

  克里斯蒂安表示,他已經迫不及待地想要看帕克探測器帶來的最新太陽觀測結果。 在這一點上,帕克太陽探測器將創造歷史,成為有史以來最快的人造物體。 最接近太陽將飛船加速以破紀錄的450000英里每小時。 “這是足夠快的速度從費城到華盛頓特區 在一秒,”NASA補充道。相比地面的天氣預報,對太陽活動的預報“要落后得太多……我們無法預報太陽何時會產生這些風暴,”克里斯蒂安說道。隨著數據的增多,科學家或許有朝一日能像了解地球天氣變化一樣了解“太陽氣象”。

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