北京時間2018年8月12日下午3時31分,美國國家航空航天局(NASA)“帕克太陽探測器”隨德爾塔IV重型火箭順利發(fā)射升空,開啟了一場新的“夸父逐日”之旅。根據(jù)計劃,帕克將穿越日冕層,成為有史以來最靠近太陽的航天器,距離太陽最近只有600萬千米,而太陽半徑約70萬千米,這一距離相當于8.5個太陽半徑,幾乎可以用“觸摸太陽”來形容。
太陽是太陽系唯一的恒星,被認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問題飛往太陽的:
太陽表面只有約5500攝氏度,而外大氣層日冕則可達200萬攝氏度。人們通常認為離熱源越遠,溫度越低,但太陽日冕并不如此,就像離開篝火越遠,怎么反而越熱了呢?
太陽大氣層不斷向外發(fā)射帶電粒子,沿途影響一切觸碰到的物質(zhì),這就是太陽風。地球上美麗的極光和彗星的“長尾巴”都是太陽風的功勞。除了創(chuàng)造美景,太陽風也會干擾無線通信信號,對人類活動,尤其是航天安全有很大影響。
長久以來,科學家發(fā)現(xiàn)太陽表面并沒有強風的存在,而太陽風最終卻會加速到超音速,達到百萬千米/小時的速度。此行,帕克將會實現(xiàn)對太陽風粒子的直接測量,幫助科學家揭開太陽風加速之謎。
太陽風
太陽不僅發(fā)出太陽風,還爆發(fā)大量高能粒子,這些粒子對衛(wèi)星和宇航員都造成威脅。所以只有更多了解它們,我們才能保護自己走向深空。事實上,此前已有多個探測器飛向太陽進行科學研究,但只有今天的技術(shù)水平才能保證近距離接觸太陽,從源頭上解決問題。
帕克此行將穿過溫度高達200萬攝氏度的日冕層,堪稱“赴湯蹈火”,它不怕熱嗎?讓我們先進行個小科普:溫度并不等于熱量。與我們的直覺相反,高溫并不總是轉(zhuǎn)化為對物體的實際加熱,所以實際上帕克不會承受那么多的熱量。
即便如此,帕克仍要承受約1400攝氏度的高溫,為此科學家給它裝上了防熱“護盾”—— 熱保護系統(tǒng),也可以稱之為隔熱罩。這塊隔熱罩確實是“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。在整個熱保護系統(tǒng)的“護衛(wèi)”下,各種探測儀器將會在約30攝氏度的溫度下運作,可謂十分“涼爽”。
日冕層
在隔熱罩的陰影邊緣,還裝有多個傳感器,要是它們檢測到了陽光,就說明帕克位置不正確,科學儀器就有高溫暴露的風險。盡管帕克與地球時刻保持通信,但距離如此之遠,信號要8分鐘才能抵達地球,如果地面的科學家發(fā)現(xiàn)其位置出了問題,再做糾正恐怕為時已晚。因此,科學家還給帕克開發(fā)了一套自我保護系統(tǒng),一旦接收到警報,帕克會自動調(diào)整位置,以確保儀器的安全。
帕克升空
帕克日記
1958年,美國天體物理學家尤金.帕克發(fā)表論文首次預測太陽風的存在;
2015年,太陽探測任務通過關(guān)鍵設計評審;
2017年,太陽探測器正式更名為“帕克太陽探測器”,這是NASA首次以健在的科學家名字命名探測器;
2018年8月12日,91歲的帕克本人親臨現(xiàn)場,目送帕克奔向太陽;
2018年10月3日,第1次飛掠金星;
2018年11月5日,預計第1次飛至近日點,首次接近太陽;
2024年11月6日,預計第7次飛掠金星;
2024年12月24日,將第22次飛至近日點,首次距離太陽最近(約616萬千米)……