逆天了,NASA向太阳发射探测器,在上万度高温下观测太阳

逆天了,NASA向太阳发射探测器,在上万度高温下观测太阳

在短短几周内,美国国家航空航天局(NASA)将启动迄今为止最雄心勃勃的项目之一。帕克太阳能探测器将俯冲并“触摸”太阳——它比以往任何探测器都更接近太阳表面。

帕克的三次最接近的轨道将使它在距太阳表面610万公里(380万英里)的范围内,并进入其外层大气,在那里温度将达到百万开氏度。

似乎即使是最奇特的隔热层也会在这样的条件下融化——毕竟,金星表面温度在733开尔文(460摄氏度)左右,导致俄罗斯在上世纪80年代发射的探测器迅速的出现了电子故障。

正如NASA所解释的,保护帕克的诀窍在于温度和热量的差别,以及空间的密度。温度是测量粒子运动的速度,而热量是测量它们实际传递的能量。在空间中,你可以让粒子运动得非常快,但是不会传递很多热量,因为这些粒子之间有很多空间。

NASA的苏珊娜·达林解释说:“例如,帕克太阳能探测器通过的日冕温度极高,但密度极低。”

“想想把你的手在热气腾腾的炉灶前的区别和把它在一壶沸腾的水(不要在家里尝试这些!)——在烤箱,你的手可以承受的高温显著超过在水中。

“同样,与太阳的可见表面相比,日冕密度较低,因此航天器与较少的热粒子相互作用,接收不到那么多热量。”

这意味着隔热罩,保护大多数仪器探头上,只会加热到约1644开尔文(1370°C)。

这是神奇的技术,真的。它是由两个过热的碳碳复合材料板组成的,其核心为11.5厘米(4.5英寸)的碳泡沫。

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面朝太阳的一面被漆成明亮的白色,在陶瓷颜料中尽可能地偏转太阳的光线;它的直径约为2.4米(8英尺)。由于泡沫很轻,护盾的重量只有72.5公斤(160磅)。

需要能够在隔热罩安全范围之外工作的仪表由其材料保护。探测器的法拉第杯是由钛锆钼制成的,其熔点约为2622开尔文。

为仪器制造电场的芯片是用钨锻造的,钨是已知熔点最高的金属——3695开尔文。

电路由铌构成,它的熔点是2750开尔文。探测器身上的传感器将帮助它纠正方向,这样精密的仪器就不会暴露在太阳灼热的光线下。

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至于太阳能电池板,用于收集太阳能来为探测器提供动力,当帕克靠近太阳时,它们可以收缩到隔热层的后面以防止过热。

整个探头都是用加压的去离子水冷却的,这种液体最能处理帕克将要暴露的极端温度。

你必须承认,这是一项非常巧妙的工程。我们迫不及待地想看看帕克能帮我们发现太阳的什么,它那疯狂的风和它更疯狂的外层大气。


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