北京時(shí)間2018年8月12日下午3時(shí)31分,美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)“帕克太陽(yáng)探測(cè)器”隨德爾塔IV重型火箭順利發(fā)射升空,開啟了一場(chǎng)新的“夸父逐日”之旅。根據(jù)計(jì)劃,帕克將穿越日冕層,成為有史以來最靠近太陽(yáng)的航天器,距離太陽(yáng)最近只有600萬(wàn)千米,而太陽(yáng)半徑約70萬(wàn)千米,這一距離相當(dāng)于8.5個(gè)太陽(yáng)半徑,幾乎可以用“觸摸太陽(yáng)”來形容。
太陽(yáng)是太陽(yáng)系唯一的恒星,被認(rèn)為是地球生命的起源,有很多秘密等待我們破解。帕克就是帶著這三大主要的科學(xué)問題飛往太陽(yáng)的:
太陽(yáng)表面只有約5500攝氏度,而外大氣層日冕則可達(dá)200萬(wàn)攝氏度。人們通常認(rèn)為離熱源越遠(yuǎn),溫度越低,但太陽(yáng)日冕并不如此,就像離開篝火越遠(yuǎn),怎么反而越熱了呢?
太陽(yáng)大氣層不斷向外發(fā)射帶電粒子,沿途影響一切觸碰到的物質(zhì),這就是太陽(yáng)風(fēng)。地球上美麗的極光和彗星的“長(zhǎng)尾巴”都是太陽(yáng)風(fēng)的功勞。除了創(chuàng)造美景,太陽(yáng)風(fēng)也會(huì)干擾無(wú)線通信信號(hào),對(duì)人類活動(dòng),尤其是航天安全有很大影響。
長(zhǎng)久以來,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)表面并沒有強(qiáng)風(fēng)的存在,而太陽(yáng)風(fēng)最終卻會(huì)加速到超音速,達(dá)到百萬(wàn)千米/小時(shí)的速度。此行,帕克將會(huì)實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)風(fēng)粒子的直接測(cè)量,幫助科學(xué)家揭開太陽(yáng)風(fēng)加速之謎。
太陽(yáng)風(fēng)
太陽(yáng)不僅發(fā)出太陽(yáng)風(fēng),還爆發(fā)大量高能粒子,這些粒子對(duì)衛(wèi)星和宇航員都造成威脅。所以只有更多了解它們,我們才能保護(hù)自己走向深空。事實(shí)上,此前已有多個(gè)探測(cè)器飛向太陽(yáng)進(jìn)行科學(xué)研究,但只有今天的技術(shù)水平才能保證近距離接觸太陽(yáng),從源頭上解決問題。
帕克此行將穿過溫度高達(dá)200萬(wàn)攝氏度的日冕層,堪稱“赴湯蹈火”,它不怕熱嗎?讓我們先進(jìn)行個(gè)小科普:溫度并不等于熱量。與我們的直覺相反,高溫并不總是轉(zhuǎn)化為對(duì)物體的實(shí)際加熱,所以實(shí)際上帕克不會(huì)承受那么多的熱量。
即便如此,帕克仍要承受約1400攝氏度的高溫,為此科學(xué)家給它裝上了防熱“護(hù)盾”—— 熱保護(hù)系統(tǒng),也可以稱之為隔熱罩。這塊隔熱罩確實(shí)是“黑科技”,由兩塊碳纖維合成板中夾著一塊約11.5厘米厚的輕型碳泡沫芯組成,就像一塊碳組成的三明治。為了反射盡可能多的熱量,隔熱罩的外表面還涂有特制的白色陶瓷涂層。在整個(gè)熱保護(hù)系統(tǒng)的“護(hù)衛(wèi)”下,各種探測(cè)儀器將會(huì)在約30攝氏度的溫度下運(yùn)作,可謂十分“涼爽”。
日冕層
在隔熱罩的陰影邊緣,還裝有多個(gè)傳感器,要是它們檢測(cè)到了陽(yáng)光,就說明帕克位置不正確,科學(xué)儀器就有高溫暴露的風(fēng)險(xiǎn)。盡管帕克與地球時(shí)刻保持通信,但距離如此之遠(yuǎn),信號(hào)要8分鐘才能抵達(dá)地球,如果地面的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)其位置出了問題,再做糾正恐怕為時(shí)已晚。因此,科學(xué)家還給帕克開發(fā)了一套自我保護(hù)系統(tǒng),一旦接收到警報(bào),帕克會(huì)自動(dòng)調(diào)整位置,以確保儀器的安全。
帕克升空
帕克日記
1958年,美國(guó)天體物理學(xué)家尤金.帕克發(fā)表論文首次預(yù)測(cè)太陽(yáng)風(fēng)的存在;
2015年,太陽(yáng)探測(cè)任務(wù)通過關(guān)鍵設(shè)計(jì)評(píng)審;
2017年,太陽(yáng)探測(cè)器正式更名為“帕克太陽(yáng)探測(cè)器”,這是NASA首次以健在的科學(xué)家名字命名探測(cè)器;
2018年8月12日,91歲的帕克本人親臨現(xiàn)場(chǎng),目送帕克奔向太陽(yáng);
2018年10月3日,第1次飛掠金星;
2018年11月5日,預(yù)計(jì)第1次飛至近日點(diǎn),首次接近太陽(yáng);
2024年11月6日,預(yù)計(jì)第7次飛掠金星;
2024年12月24日,將第22次飛至近日點(diǎn),首次距離太陽(yáng)最近(約616萬(wàn)千米)……