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NASA将发射人类首颗“触日”探测器,“帕克”7年后抵达日冕层

  NASA原定于北京时间8月11日下午3点33分,在肯尼迪航天中心,发射一枚斥资15亿美元打造的“帕克”太阳探测器,开启为期七年的“触日”之旅。

  临近原定发射时间,美国航天局还在进行故障评估,发射时间数次推迟,最终错过了最佳发射窗口时间并取消了当天的发射任务。美国航天局并没有对此次任务的取消做解释,只是在Twitter上宣布了这个消息,并表示将在星期日,也就是北京时间8月12日下午3点31分重新发射。

据悉,帕克将于2024年,抵达距离太阳表面仅有650万公里的日冕层轨道,这将是人类探测器第一次如此近距离的观测太阳,也是人类第一次与恒星亲密接触。

  据悉,帕克将于2024年,抵达距离太阳表面仅有650万公里的日冕层轨道,这将是人类探测器第一次如此近距离的观测太阳,也是人类第一次与恒星亲密接触。

  人们在享受太阳的光与热的同时,往往容易忘记这是一颗任性、多变的恒星。太阳上出现的耀斑和日冕物质的抛射等剧烈活动(空间天气),给地球磁层、电离层和中高层大气,卫星和通讯设备的运行和安全,以及人类健康,带来严重影响和危害。

  人们甚至会重回“黑暗时代”,互联网瘫痪、交通崩溃,人类将陷入没有电话、没有药品、没有制造业、没有食物的严重困境。这绝不是危言耸听,甚至可能发生在不久的将来。

  长期以来,科学家们一直在努力了解和预测空间天气事件,但太阳周围的凶险环境使得这一夙愿迟迟难圆。面对各种挑战,NASA一直坚守着它的信条:

  只有发射探测器到这些活动实际发生的地点,才能了解最真实的情况。

亲吻恒星,背负历史性的使命

NASA将发射人类首颗“触日”探测器,“帕克”7年后抵达日冕层

亲吻恒星,背负历史性的使命

  追逐太阳、探索宇宙一直是人类的梦想,人们期盼揭开宇宙神秘的面纱,为生存开辟更大的空间。1957年第一颗人造地球卫星升空,1961年第一艘载人飞船成功遨游太空,1969年阿波罗11号飞船实现人类首次载人登月……

  1958年,美国太阳天体物理学家尤金·帕克(Eugene Parker)首次发现了太阳风的存在,将人类对太阳的认识向前推进了一大步,帕克探测器也因此得名,这也是NASA第一次用在世的科学家为探测器命名。

  事实上,不只是NASA,欧洲、日本等的航天机构也在过去发射过数枚卫星来观测太阳,例如,太阳-B卫星、“日地关系观测台”和“太阳动力学观测台”等,并且已取得了较多的科研成果。但它们都处在距离太阳仍然很遥远的位置,接收到的热量和辐射都要低很多,这样的观测只能浅薄的了解太阳的大致姿态,却无从知晓更多秘密。而这次,帕克探测器,将直接进入太阳的日冕层——也就是太阳炙热的外层。

NASA将发射人类首颗“触日”探测器,“帕克”7年后抵达日冕层

无休止的“速度”与“高温”,帕克能否熬过?

  太阳日冕层的温度将超过一百万摄氏度,而观测设备的运行环境需保持在30度左右,要想顺利完成任务,简直是极限挑战,那么帕克将如何应对?

  据悉,NASA为帕克配备了厚厚的碳复合保护罩,隔热罩的构成像一块三明治,轻型碳泡沫芯的厚度高达11.5厘米,外侧还采用白色陶瓷涂层,尽可能多地反射太阳热量。虽然保护罩只有一本百科全书厚,却能在日冕穿越中确保探测器经受住极端高温。

帕克的太阳能电池板上,也布置了冷却系统和感应系统,当探测器每次直面太阳时,电池板就会缩到隔热罩的阴影中。经过测试,这套隔热罩最高可以承受1650摄氏度的高温考验。

  帕克的太阳能电池板上,也布置了冷却系统和感应系统,当探测器每次直面太阳时,电池板就会缩到隔热罩的阴影中。经过测试,这套隔热罩最高可以承受1650摄氏度的高温考验。

  你可能会说1650度和一百万摄氏度也相差太远了吧,但事实上,温度和热量,对探测器的实际影响并不一样,由于日冕层内高温等离子体的密度比较稀疏,帕克在飞行过程中实际接收到的热量是有限的,就像将手伸进高温烤箱,手的温度不会变成烤箱的温度一样。预计帕克在日冕层飞行时,其表面最高将会被加热到1400摄氏度左右。

  想要真正实现“触日”,速度也是一大挑战,帕克探测器在飞行期间将七次飞跃金星,每次都会利用金星的引力,缩小探测器飞行轨道,并使其提速。到最后帕克将会以200km/s左右的速度冲向日冕层,或将成为人类历史上速度最快的飞行器。

在七年的观测飞行中,帕克将绕日飞行24圈,最终在燃料耗尽后坠入太阳。期间,帕克将凭借其尘埃探测器、粒子计数器和可以拍摄日冕三维图像的望远镜,测量太阳的电场和磁场,从太阳风中获取太阳粒子进行采样、观察。

  在七年的观测飞行中,帕克将绕日飞行24圈,最终在燃料耗尽后坠入太阳。期间,帕克将凭借其尘埃探测器、粒子计数器和可以拍摄日冕三维图像的望远镜,测量太阳的电场和磁场,从太阳风中获取太阳粒子进行采样、观察。

NASA将发射人类首颗“触日”探测器,“帕克”7年后抵达日冕层

如此残酷的触日之旅,原因为何?

  尤金·帕克在上世纪50年代就意识到,日冕放射出的带电粒子太阳风,传播速度比音速还快。现在,人们已经确切知道太阳风暴会干扰运行中的人造卫星,甚至严重影响范艾伦辐射带。

  早在1859年9月1日,地球就曾经遭遇过一次“超级太阳风暴”的袭击,48小时后,热带地区出现极其明亮的极光,当地人甚至在午夜时分不用点灯都能阅读报纸。当时的许多电报机都陷入瘫痪。

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