這艘飛船明年將逼近太陽,它有什麼特別的?
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上周,美國宇航局(NASA)說,它將宣布明年的任務——把宇宙飛船送入太陽外大氣層。Twitter 上的評論者則打趣道,宇航局可能會送人上去。
美國東部時間明天上午 11 點:關注@NASASun獲取第一次直接飛向太陽大氣層任務的最新進展。
@charity_edwards:
我提議帶上幾個乘客#auspolMT@NASA: 關注@NASASun獲取第一次直接飛向太陽大氣層任務的最新進展。
實際的消息到底如何?宇宙飛船還是那一艘,不過它有了一個新名字。
原本的「超級太陽探測器」(Solar Probe Plus)現在被稱為「帕克太陽探測器」(Parker Solar Probe),以天體物理學家尤金·帕克(Eugene N. Parker)的名字命名,他曾成功預測出超音速太陽風——這是太陽發射出的一連串帶電粒子噴射,時速可達一百英里以上。
目前已有大約 20 艘宇宙飛船是以傑出科學家的名字命名的,包括愛德文·哈勃(Edwin Hubble)、萊曼·斯皮策(Lyman Spitzer Jr.)、蘇布拉馬尼揚·錢德拉塞卡(Subrahmanyan Chandrasekhar)和恩里科·費米(Enrico Fermi),不過美國宇航局的任務使用一位依然在世的科學家名字還是第一次。
「尤金,在你 90 歲生日之前宣布我們將重新命名超級太陽探測器,這是我莫大的榮幸,」美國宇航局科學任務理事會(science mission directorate)副行政官托馬斯·楚比興(Thomas Zurbuchen)周三在芝加哥大學的一場典禮上說,帕克博士正是這所學校天文學和天體物理學名譽教授。
目前正在建造和測試中的探測器預計明年沿橢圓形軌道發射,隨後進入水星軌道內。它將反覆飛越金星作為一種重力式制動方式,以便更加靠近太陽,最終它將飛進太陽表面約 640 萬公里以內,屆時加速度可達每小時 69 萬公里。這會使它成為到目前為止人類製造的飛行速度最快的物體。
靠近太陽的帕克太陽探測器宇宙飛船示意圖。圖片版權:約翰霍普金斯大學應用物理實驗室
「能和這項宏大的科學任務有所關聯,我感到非常榮幸,「帕克博士說。
1958 年,他預測了太陽風的存在。這一理論十分古怪,《天體物理學雜誌》(The Astrophysical Journal)的審稿人最初拒絕了他的論文。當時人們認為,行星之間的區域是荒涼的真空。帕克則正相反,他描述出了加速帶電粒子和衝擊磁場之間複雜的相互作用。
「這是一項基本理論,從此改變了我們研究太陽、太陽風層以及普通星際空間的方式。」芝加哥大學研究部門常務副校長埃里克·艾薩克斯(Eric D. Isaacs)說。
1962 年,美國宇航局的水手 2 號宇宙飛船飛往金星,證實了帕克的太陽風預測。
從此以後,長達半個世紀的觀察填補了很多細節上的空白,但還有一個核心謎團依然存在:太陽是如何生成太陽風的?解決這個疑問的難點在於太陽大氣層的高溫。
太陽表面溫度是類似於燒烤的 5 萬多攝氏度。而在距離表面大約 2000 公里的地方,太陽大氣層(也就是日冕)的溫度則上升到了地獄般的 350 萬度。科學家仍未弄清楚其中的加熱過程,不過太陽的磁場似乎在其中發揮了主要作用。超高溫日冕層則給超音速太陽風提供了能量。
「除非真正到太陽面前去感受一下,否則永遠沒辦法回答這些問題,」任務科學家尼古拉·福克斯(Nicola J. Fox)說,「為什麼日冕層溫度比太陽表面還高?這違背了自然規律。簡直像水往山上流一樣。不應該有這種情況的。」
尤金·帕克在芝加哥大學,他是這裡的天文學與天體物理學榮譽教授。他曾在 1958 年預測了太陽風的存在。
帕克太陽探測器是為了補充重要數據而設計的,它主要測量電場和磁場、分類整理太陽風的構成成分,並給日冕拍攝照片。
從 1958 年開始,科學家的願望清單上就一直有太陽探測器,但當時還不存在可以在灼熱高溫中保護探測器的材料。
帕克探測器將飛到足夠遠的地方,去體驗幾千度而不是幾百萬度的高溫,但它仍然需要一層碳複合材料防護罩來保護自己以及裡面裝載的儀器。到 2025 年,它將沿軌道飛過日冕 24 次,屆時科學家應該可以找到一些問題的答案。
「我喜歡把它稱為太陽底下最酷、同時又最火的任務(the coolest hottest mission under the sun)。」福克斯說。
翻譯 熊貓譯社 喬木
題圖來自 Wikimedia Commons
2017 THE NEW YORK TIMES


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