地球上有什么物质能靠近太阳而不融化,甚至隔离太阳的热量?

在路上160363179


太阳内部温度达到几千万度,它的表面温度大约6000度左右,而太阳大气的最外层,也就是日冕层温度最高可达百万度。地球上人类制造的最耐热的材料也只能抵抗4000度的温度而不融化,对于太阳的温度,没有任何物质能够靠近太阳而不融化。

但人类为了探索太阳,可以不断的尝试接近太阳,例如NASA发射升空的帕克太阳探测器,将靠近太阳,进入日冕层,在约离太阳约600万公里的区域对太阳进行观测。那么帕克号是怎么承受日冕层的高温呢。

从上图的结构可以看出,NASA为帕克探测器打造一个12厘米厚,直径2.4米的隔热罩,通过计算机控制隔热罩的方位,来遮蔽探测器的其他功能部件。

这个隔热罩从下图可以看出,最外层喷涂的白色陶瓷涂料,用来反射辐射,中间是复合的碳-碳耐高温材料组成,实际上这个隔热罩可以抵抗3000度的高温,加上采太阳能驱动的水冷系统,使得探测器内部核心区的温度不会超过30度。

做好隔热工作,帕克号探测器就能接近太阳到9倍太阳半径的距离,预计在11月份抵达预定区域,祝福帕克探测器能顺利完成对太阳的考察。


量子实验室


很高兴回答你的问题。

想要抗住太阳的高温,只需要了解太阳表面的温度,以及我们已知的那些高熔点的物质,能不能去抗衡就好了。

铪合金,铪合金的熔点达到了4215℃!这是我们人类能合成出来的熔点最高的物质!那么太阳呢?

且不说太阳内部,太阳光是表面的温度,就有5500-5800度,这和4215度之间还有着本质的差距。

从这个角度看,别说是在地球上寻找了,就算是把地球推近,地球都会融化的。

这大约就是无一合之将的意思了吧。

实际上,在宇宙里,中子星、暗物质、黑洞等,都是可以接近太阳的。尤其是黑洞,只要足够规模,可以迅速把整个太阳系吸进去且无法逃逸。

这就是,实力的差距。

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毕竟,我辣么萌~


不哈韩的小韩


很遗憾,没有。不过要制造一个“装太阳的容器”未必需要耐热的材料,隔绝太阳的热量也未必需要用绝热材料,咱们慢慢看。

太阳表明的温度在5500℃左右,太阳核心则能达到1500万℃。而地球上天然存在的熔点最高的物质是钨,熔点是3410℃,人工合成的最耐高温材料的熔点也不超过4200℃。目前我们没有任何材料可以承受太阳的高热。既然有形之物做不到,我们可以考虑一些“无形之物”。

先问一个问题,为什么太阳是球形的?太阳中心在发生氢聚变,相当于持续不断的大量氢弹爆炸,强大的辐射压把物质不断喷射出去,那么是什么力量约束太阳保持球形不炸开呢?是引力,太阳自身巨大的质量形成引力场,把表面的物质拽向核心,同时辐射压把核心物质向外喷发,形成平衡,保持了球形。换句话说,

引力场就是装太阳的“容器”

科学家想在地球上造一个人工太阳“可控核聚变”来解决能源问题,既然目前没有一种物质能够装太阳,所以科学家也是希望利用场来约束太阳。不过人造小太阳质量很小,不足以形成足够大的引力场,科学家用的是磁场。高中物理知识,带电粒子在磁场中会发生偏转。聚变的原材料氢核和产物氦核都是带正电的,如果我们有一个精心设计的强磁场,让核反应只在能在场内进行,带电粒子都飞不出了,我们就有了一个装“小太阳”的“容器”了。

再来说隔热的事,大家听过“纸锅烧水”吧?沸腾的水带走多余的热量使得纸锅温度达不到着火点。目前的核电站也是类似原理,用大量水来冷却反应堆,里面在核裂变,外面却感受不到澎湃的热量。未来的人工太阳核聚变发电站也是利用同样原理。用冷却液带走热量对设施外隔热,同时用冷却剂吸收的热量来发电。

可控核聚变的原理我说的比较通俗,实际上还有很多复杂的细节。不过近年发展很快,不久的未来我们将会在地球表面制造我们自己的太阳。


王企鹅


太阳是太阳系中表面最热的天体,高达5600℃,它集合了太阳系绝大多数的物质,占太阳系可见物质总量的99.86%,这些物质在太阳上既不是固态也不是液态还不是气态,而是等离子态,也就是说太阳本身就是一个巨大的等离子球。

地球上没有任何东西能够抵挡太阳的温度,如果我们的地球靠近太阳,会很快被融化并汽化掉,最终成为等离子态,变成太阳这个巨大等离子体的一部分。



不但是地球上的物质无法承受太阳的高温,科学家们制造出的所有物质和物体也无法在太阳表面的高温之下不融化,电灯泡里面的钨丝可以承受3415℃的高温,人造熔点最高的钽铪合金需要达到4200多℃的高温才会融化,然而太阳表面的温度高达5600℃,仍然能将它们融化甚至汽化掉。


那么人类真的就无法到达太阳表面了吗?其实这个可能性也不能完全否定,比如现在人类正在研制的可控核聚变技术,在核聚变的瞬间会产生高达几千万甚至上亿摄氏度的温度,地球上当然也没有能承受如此高温的物体,但是科学家们却能利用人造磁场将能量控制在一定的空间范围中,那么如果人类将来利用这种技术有没有可能触摸太阳呢?

当然人类不可能制造一个巨型磁场将整个太阳控制起来,不过我们或可在探测器或者飞船的前端安装一个这样的单向输出的磁场,让其对太阳能量进行分流,使得太阳辐射过来的能量分向两边,这样探测器和飞船受到的热辐射就少多了,如果磁场装置不能长时间经受太阳高温,也可以不断对发射磁场的装置进行更换,更换之后立即降温,之后再进行置换,这样循环下去,我们或能做到靠近太阳表面。






前段时间,美国人发射的帕克太阳探测器会从距离太阳610万公里处掠过,那里的温度高达几十万摄氏度,理论上比太阳表面的温度还高,但是由于粒子的密度比较稀薄,那里的实际温度大约在900到1300℃之间,帕克太阳探测器采用了碳复合材料隔热技术,用厚达12厘米的碳护板阻挡太阳的光热辐射,可以抵御1400℃的高温,所以帕克探测器即便如此近距离地接触太阳也将安然无恙。


不过帕克太阳探测器使用的仍然是一种十分原始的隔热技术,但是这种简单的隔热技术还是被人类用来探测太阳,相信将来人类一定会有更高的技术手段来隔绝热量的辐射,做到触摸太阳不会永远是天方夜谭。


科普大世界


上海科技报科普问答主持人:主任记者 吴苡婷

太阳的表面温度高达6000度,核心温度高达1500万度,核聚变的威力是超级强大的。但是很遗憾,能够承受6000度高温的物质在地球上目前还不存在。在我们的金属中,熔点最高的是钨,它的熔点高达3380度,沸点在5927度。熔点最高的合金是铪合金(Ta4HfC5),熔点在4215度。这种合金在军事和宇宙探索中有很大的利用价值。但是无论是钨金属,还是铪合金,它们的熔点都离6000度高温有很大差距。当然也有可能未来科学家还会研发出更高熔点的合金物质,不断接近太阳表面温度,但是这并不是一件容易事情。



所以在恒星的世界中,行星上的一切都是虚幻的,一旦恒星吞噬,一切都是会化为气体。


今天,我们震撼于太阳核聚变释放的能量,也希望利用这种能源为地球人使用,所以很多国家在进行核聚变“人造太阳”的研究项目,中国在这方面处于世界领先水平,我们建设了世界上首个全超导托卡马克装置 EAST,可以利用磁场,将氘、氚的等离子体在100秒内加热到5000万度,因为利用磁场效应,这些等离子体是悬浮状态,不和材料接触,所以可以保持一段时间。


科坛春秋精选


实际上,NASA在今年八月份就要发射一艘人类有史以来最靠近太阳的探测器,它的名字叫做帕克(Parker Solar Probe)。它将飞到距离太阳仅有600万公里的地方去观测太阳风,这已经比水星轨道还要近上10倍。

注意,太阳的直径是130万公里,所以你可以想象这是会有多近。帕克将遇到的主要技术壁垒,除了需要频繁变轨,借用复杂的行星引力弹弓效应,将自己送到距离太阳这么近的地方之外,最大的挑战,就是怎样抵御那个地方如地狱般的温度。

帕克所到的位置,温度会接近1500度,所以NASA的工程师使用了碳复合材料的防护罩保护它所携带的仪器。看到下图这个大厚板了吗,帕克就全靠它了。

我们知道太阳仅仅表面温度就大概6000度,这已经超过任何地球上已知元素或复合材料的熔点。不过这并不代表人类今后就不能发射飞行器更加靠近太阳,因为随着科技的发展,我们不会傻到只靠材料的天然熔点去对抗太阳的热量。

比如目前的可控核聚变技术,就是使用磁场去控制高达几千万度的等离子体物质流,这已经和太阳核心的温度是一个级别了。今后的太阳探测飞船,将可能使用类似技术,在飞船周围制造磁场,隔绝来自太阳的高温物质流,制造低温小环境。


罗生物语


答案:有物体可以靠近太阳,但是没有物体可以隔离太阳的热量。

我们平时在地球上用肉眼看到的太阳是光球层,它的表面温度是5500摄氏度,但是越靠近太阳大气的外层,太阳的温度就越高,因为氢核聚变在最外层的日冕层发生最剧烈,所以太阳最外层的温度是最高的大约有100万摄氏度,远超太阳表面的5500摄氏度。目前地球上熔点最高的物质就是铪合金熔点高达4215℃ ,很多人曾经认为这距离太阳表面的5500摄氏度就差了一点点,人类稍微再努力下就可以用探测器登陆太阳了,实际上这根本不可能发生,因为太阳大气层温度最高的是最外层,探测器是无法突破最外层的温度屏障的。

但是问的是靠近太阳,这可以做到吗?靠近这个概念就很模糊了,不过美国宇航局将会在明年夏天发射帕克太阳探测器,探测器会在距离太阳650万公里的高度测量太阳的磁场,高能粒子和向外辐射的电磁波等数据。这个距离之下帕克太阳探测器会受到太阳辐射的1000摄氏度的高温,探测器是完全可以承受的。探测器距离太阳的高度是650万公里,水星距离太阳的距离是5800万公里,所以帕克太阳探测器完全可以算的上是靠近太阳了吧!


科学薛定谔的猫


没有!要知道就是地球靠近太阳都会被融化掉!隔离太阳的热量更不可能了!

我们要知道,太阳是一颗恒星,其表面的反应热量和能量就能够达到5500摄氏度,其核心的温度能够达到1500万摄氏度,这样的热量是任何物质都无法隔绝的,而且,太阳本身的辐射能量也极高,一般来说,没有地球大气层的保护,太阳辐射能够杀死地球生所有的生命。

但说到隔绝太阳的热量还是有可能实现的,根据网上的其他说法来看,似乎利用磁场能够实现困住“太阳”。即用一种强大的电磁场来实现将核聚变反应产生的能量利用磁场的引力和磁力作用将能量粒子包围起来,让大部分的粒子不跑出去,当然,人类目前制造不出能够包围太阳的强大磁场,只能制造一点的小磁场包裹住假想的迷你再迷你型的太阳。

说起来,一般企图控制太阳,都是为了控制核聚变,但是,核聚变需要两亿摄氏度的高温,这样的巨大压力一般来说很难控制,虽然相比目前的核武器的核裂变方式来说,核聚变更安全,辐射更小。目

前物理学界研究的依旧是如何利用强磁场来控制核聚变。再回到核聚变的条件来看,两亿摄氏度的温度,目前人为实现不了,目前人类制造最高温度是5500万摄氏度,距离两亿摄氏度还有相当大的距离,不过值得一提的是,这个温度的获得方式依旧是核聚变。


镁客网


如果离太阳八个半多太阳半径可以算“靠近”的话,那么现在的碳复合材料可以做到靠近太阳。

美国宇航局将在今年发射帕克太阳探测器,这个探测器将来会飞过离太阳近九个太阳半径的地方(有可能还会更近),成为人类历史上最靠近太阳的人造物体,这是个什么概念呢?

假如太阳是一个直径1米的“大火球”,那么帕克探测器最近可以飞到离“大火球”4米半的地方,想想跟一个大火球待在同一间屋子里是个什么感觉?

↓帕克太阳探测器靠近太阳的想象图,图自jhuapl↓


“隔离热量“这件事需要特殊的技术和方法,而不是单纯寻找一种神奇的物质就能搞定的。

举个例子,纸看起来很容易燃烧,基本一点就着,但是如果用纸做成锅,在里面盛满水,再放到火上加热,甚至可以把水烧开!搜一下纸锅烧水会有很多图和视频。

在地球上,要想“隔离热量“,至少需要两点,一个是通过遮挡阳光来防晒,一个是通过冷却空气来降温。

太阳附近并没有空气,所以主要做好防晒就可以了。

帕克探测器有一套热保护系统,有点像碳复合材料做的“遮阳伞”,这把“遮阳伞”有11.43厘米厚。

虽然到时候“遮阳伞”表面温度可以达到1377度,但是碳复合材料可以耐受2000度的高温,所以可以挡住太阳强烈的辐射,有效的保护后面的探测仪器。

此外帕克探测器还有一套冷却系统,可以给太阳能板降温。

↓帕克太阳探测器,图自jhuapl↓

如果您有感想,请留言多指教。

感谢@路飞5191和@行者大道无疆的意见和反馈。


乔小海


没有这样的物质。只要足够接近太阳表面,地球上的任何物质都会熔化掉,因为太阳表面的温度高达5500 ℃,而目前人类制造出的最高熔点物质(五碳化四钽铪)在4200 ℃时就会熔融。

如果想要隔绝高温,直接依靠高熔点的物质是不现实的。物质的熔点再高也是有极限的,几千度基本上就是上限了。想要隔绝太阳的高温,目前已知唯一的办法是施加一种特殊的磁场,这是研究可控核聚变所需掌握的技术,因为核聚变反应能够产生极高的温度。

能够创纪录地靠近太阳的人造物体——帕克太阳探测器,即将于这两天发射升空,它到时与太阳表面的最近距离只有太阳半径的8.86倍,即620万千米。虽然帕克太阳探测器还没有达到太阳表面,但它所飞入的日冕其实拥有高到100万度的高温。不过,好在日冕的密度很低,探测器并不会被那些高能粒子加热到极高的温度。据估计,帕克太阳探测器的最前端将会升高到将近1400 ℃,这样的温度通过一系列方法是可以承受的。


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