08.14 美国PSP探测器即将“着陆”太阳!揭太阳奥秘,成就堪比人类登月

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太阳对人类太过于司空见惯,我们每天都能够沐浴在太阳光的温暖之中。然而在科学家眼中,太阳是一个极其陌生的天体。为了真正认识太阳,NASA斥资14亿美元,于昨日成功发射了一颗太阳探测器——帕克太阳探测器 (Parker Solar Probe,PSP)。PSP将以史无前例的超近距离飞抵太阳大气层,这将是诞生300万年的人类与太阳最亲密的一次接触!对此,外媒评价称这将是一次不亚于人类登月的重磅太空奇迹…

美国PSP探测器即将“着陆”太阳!揭太阳奥秘,成就堪比人类登月

触摸太阳的过程是迄今最为复杂的航天任务之一,PSP需要攻克的第一重难关便是地球引力。为了顺利将PSP送上距地1.5亿公里的太阳,NASA选择了Delta 4重型火箭(Delta 4 Heavy)来搭载PSP,该火箭是地球上仅次于SpaceX猎鹰重型的第二大运载火箭。

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地球以每小时107000公里(66500英里)的速度绕太阳旋转,这意味着任何从地球上发射的物体都具有如此高的初速度。然而,为了让PSP顺利“着陆”太阳,PSP必须在飞行途中把速度降低85000公里/小时(53000英里)。

Delta 4 重型火箭中包含三级推进器,当一级燃料耗尽后下一级火箭随即开启,这将帮助PSP逐步进入太阳表面附近。不过,单靠这三级推进器的推力还是远远不够的,此时,火箭会在未来6年里反复飞掠金星7次,借助金星的引力从而改变轨道并获取更多加速度,最终“触碰”太阳。这样一来不仅节省了燃料,更增加了科学仪器的负载能力。

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据NASA项目研究人员分析,PSP在环日飞行首圈(2018年11月)距离太阳约2500万公里(1540万英里),而到了第21次绕日飞行时(2024年12月)将进入太阳表面640万公里的地方,相对太阳以每小时692000公里(430000英里)的速度高速飞行,相当于1分钟从北京飞到纽约。此时,PSP将成为宇宙中运行最快的人造天体,

在长达7年的“触碰”太阳过程中,PSP必须承受比地球强大3000倍的太阳辐射,同时经历太阳日冕层外围1371℃(2500℉)的炙热灼烧,这样的温度已足以使钢铁液化。为了克服这一最大障碍,NASA给PSP穿上了一层厚达11.5厘米的“衣服”,这种特殊的碳复合材料外套加上水冷却系统可以保证机体设备处在29℃的工作环境中而不损坏。

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遗憾的是,PSP最终并不会返回地球,而是随着燃料枯竭最终陨落在太阳表面。不过,PSP外面的隔热罩并不会随之化为灰烬,而是继续围绕太阳飞行数百万年。此外,PSP还必须应对可能扰乱通讯电子设备的高能带电粒子风暴。

此次PSP最重要的使命是揭开困扰人类数十年的太阳疑问:为什么会有太阳风?以及日冕层为何能够超过太阳内部温度,被加热到数百万摄氏度?这两个问题都是探索毁灭性太阳风暴的关键因素。而太阳风暴可以击垮电网、损坏卫星运行,破坏电子设备,造成数万亿美元的损失,与我们每个人息息相关。

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美国霍普金斯大学应用物理实验室的太阳物理学家尼古拉·福克斯曾在2017年美国国家航空航天局的一次简报会上表示,“这(以上两个疑问)违反了自然法则,就像水往高处流一样不可思议。直到你真的触摸到太阳,才能回答这些问题。”

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这一次跟着帕克探测器一起“触碰”太阳的,还有1137202个普通民众的名字。可以预见,帕克太阳探测器将是人类航空史上又一大里程碑式的事件,对人类发现、探索太空有着重要的启蒙意义。相信帕克探测器将带着110多万个地球人名字开启一段新的篇章!


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