本文格式为Word版,下载可任意编辑飞越日冕人类首次探访恒星15亿美元触及太阳 我们当然感谢太阳,它提供了一切能量,让人类存在但同时,我们也敬畏太阳,它偶尔的爆发,可能破坏一切太阳风暴降临的时候,虽然有地球磁场和大气层的保护,绝大多数状况,太阳风能被拒之门外,但总有万一发生譬如1859年9月,那一天,据说北半球的绝大部分地区都能看到极光,包括中国那一天高能粒子风暴让整个欧洲和北美的电报系统全部瘫痪如今,假如再有类似强度的太阳风暴来袭,后果不堪设想 敬畏和畏惧源于未知,我们务必更加了解太阳2022年8月12日,美国卡纳维拉尔角,“德尔塔〞4重型火箭携带一个注定载入史册的探测器升空帕克太阳探测器〞(Parker Solar Probe)将“触及太阳〞,让人类能够以最近的距离接近太阳,在严酷的高温柔辐射条件首次穿过太阳大气层日冕,是第一次正式探访恒星的人造物体,能首次对太阳举行全方位探测,嗅到、尝到太阳的味道,所获数据有望“完全颠覆〞以往对太阳的认知追星易 逐日难 近些年,国外发射了不少太陽观测卫星,分别用于研究太阳耀斑;拍摄太阳黑子爆发时的全景三维图像;观测太阳磁场、喷发的等离子体等。
与太阳观测卫星相比,太阳探测器要在距离太阳更近的地方探测太阳,所以能采集更多、更有科研价值的太阳数据不过,一切事物都是一分为二的 正由于太阳探测器要飞到距离太阳对比近的地方举行探测,所以其研制和运行难度都比太阳观测卫星大大量,特别对其防热措施、轨道设计等要求更高 “帕克太阳探测器〞注定将经历一次“灼热之旅〞它将工作在太阳大气深处,在那里可以采集太阳风以及磁场的一手样本预计在2022~2025年期间,它将在0.25个AU(AU是太阳到地球的平均距离,即一个天文单位,约1.5亿千米)范围内绕行太阳24圈,为此,它将承受高达1400℃的炽烈以及太阳辐射的考验,其抗辐射水平需是前所未有的当该探测器以最近距离接近太阳时,它面临的太阳强度是地球轨道上航天器所经受强度的500倍 为此,“帕克太阳探测器〞务必有一个超强隔热的金钟罩科学家们研制了一个直径2.4米、12厘米厚、重73千克的碳复合材料防热罩(TPS)它像一块三明治,两块碳纤维合成板夹着11.5厘米厚的轻型碳泡沫芯组成,可承受1650℃高温,几乎可保障所有仪器的安全 防热罩装在“帕克太阳探测器〞顶部,像把遮阳伞其向太阳的一面被喷上特制的白色涂层,以尽可能地反射太阳的能量,为探测器的其余部分创造更温柔的阴影。
探测器一刻不停地在运动,如何能保持防热罩始终朝向太阳?这就用到了相对惯性空间始终定向的三轴稳定陀螺假如探测器整体一向处于防热罩的阴影中,其温度可保持在约29℃ 随之而来的,还有一项新挑战我们都知道,卫星、探测器等能量来源主要依靠太阳能帆板接收太阳能那么金钟罩要不要把太阳能帆板罩起来呢?当然不能全部罩起来了,不然设备运转的电从哪来的?但伸出去,会不会被烤化?等,挺急的 “帕克〞其两个太阳电池翼,都是可收缩扩展的,并装有冷却系统在每次接近太阳的过程中,当阳光过强时,太阳能电池翼都收缩到防热罩之内,仅有一小部分暴露在猛烈阳光下,这部分依靠;令却系统来获得持久的电力供给冷却系统由加热水箱、热管、散热器和去离子水(冷却液)、冷却液的循环泵等组成加热水箱用于保证冷却液在发射过程中不被冻结;热管可把被加热的去离子水导入散热器,4个采用钛管制造的散热器上面的铝鳍只有0.5毫米厚,可把多余的热量扩散到太空中;冷却液是约3.7升的水探测器要穿过冰冷的太空,极短时间内完成从冷到热的过度,好多冷却液不能在温度跨度如此之大的状况下正常工作,所以选择了水它们起到冷却太阳电池翼的作用由于去离子水被加压,所以其沸点超过125℃。
“帕克太阳参测器〞还具有自我保护功能它装有多个一半大小的传感器,分布在防热罩阴影的边缘假如任何一个传感器感知到阳光,便会提醒中央电脑,“帕克太阳探测器〞随即调整方位,确保传感器及其他仪器的安全首次穿日冕 到目前为止,对太阳的观测还要在距其很远的地方举行记录,而“帕克太阳探测器〞将可以足够接近太阳它是美国航空航天局“与日共存〞工程的一部分,旨在认识太阳和地球空间环境,一该系统将直接影响人类生命和人类社会它将比以往任何人造物体都更接近太阳表面,第一次飞入太阳外层大气层日冕所在轨道上这是第一次正式探访恒星的地球航天器,在发射之后大约6.5年后到达距离太阳9.5倍太阳半径处(太阳半径约70万千米)对太阳举行全方位探测,获取日冕、太阳风等方面的最翔实信息,采集有关太阳的一手样本 目前,距离太阳最近的探测器纪录由20世纪70年代发射的“太阳神〞2号探测器保持,距太阳约4343万千米帕克太阳探测器〞将以前所未有的距离靠近太阳——距离太阳表面约600万千米,相比从前距太阳最近的探测器还要近7倍,直接进入太阳大气层,能更加清楚地看见太阳风速度从原来的亚音速达到超声速的过程,同时飞过高能太阳粒子的发源地。
它88天绕太阳一圈,飞行速度达到200千米/秒,成为世界上最快速度的人造物体此前飞行速度纪录也是“太阳神〞2号保持的,在1976年4月17日,它以70千米/秒的速度围着太阳行驶 进入太阳日冕,能够追踪能量和热量如何通过太阳日冕,摸索加速太阳风和太阳能粒子的作用其观测记录能回复一些长期以来困扰着天文学家的难题,有助于透露太阳的运行机制,了解太阳与行星、地球的关系,提高人类预计太空天气的才能,改善会影响地球生命的主要天气事件,以及辅助太空卫星和航天员的观测 由于要如此近距离的接触太阳,所以这枚探测器的技术含量相当高,造价15亿美金人们期待飞越日冕之旅,至少能够解答三个问题:为什么太阳表面(光球层)的温度比太阳的大气层(日冕)的温度低那么多;弄明了影响地球和太阳系的太阳风(太阳向外发出的物质流)是如何形成的,怎样获得速度;弄明了为什么太阳有时候会释放出高能粒子 — 5 —。