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擁抱太陽!NASA帕克太陽帆將遠航

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8月,備受期待的帕克太陽探測器將發射升空,他將進入距太陽約合645萬公里的軌道,收集太陽演化史和危險耀斑的相關數據,幫助科學家預測具有破壞性的太陽風暴。宇航局希望借帕克「觸摸」太陽,進一步了解這個生命之源。

藝術概念圖,帕克探測器對太陽進行觀測

美國宇航局(NASA)的帕克太陽探測器將於8月在佛州卡納維拉爾角空軍基地發射升空。升空後,帕克的最大飛行速度將達到每小時43萬英里(約合每小時70萬公里),與太陽的「親密度」將超過以往的任何太陽觀測任務。

日前,宇航局宣布這項具有突破性的太陽觀測任務的發射日期,同時公布直徑8英尺(約合2.5米)的革命性隔熱罩的新照片。隔熱罩將確保帕克探測器的安全。專家們希望帕克的近距離觀測能夠提供重要線索,幫助科學家了解太陽的演化以及對地球構成危害的破壞性耀斑。猛烈的太陽風暴能夠破壞電網和干擾衛星。

工程師為帕克探測器安裝隔熱罩

帕克將在距表面大約400萬英里的軌道對太陽進行觀測

帕克探測器的體積與一輛汽車相當,將於8月4日搭乘聯合發射聯盟的德爾塔IV重型火箭從卡納維拉爾角空軍基地的第37發射架奔赴太空。它將為科學家提供前所未有的太陽數據。太陽環境的變化能夠波及整個太陽系,影響地球和其它星球。

帕克探測器將直接飛入太陽大氣層,在距表面大約400萬英里的軌道對太陽進行觀測。觀測期間,這顆探測器將追蹤能量和熱量如何在太陽大氣層移動,研究哪些因素加速太陽風和高能粒子。宇航局網站將直播發射過程。升空後,帕克要經過近7年的飛行,2024年抵達目的地。

5月18日,Astrotech公司,一塊紀念尤金·帕克的飾板安裝到帕克太陽探測器上,正是他預言了太陽風的存在

飛抵太陽後,帕克探測器將環繞太陽7周,進一步拉近與太陽間的距離。這艘飛船將近距離穿過太陽大氣層,最近時距太陽表面380萬英里(約合600萬公里)。雖然仍在水星軌道內,但此時與太陽間的距離只有此前任務的七分之一。日地平均距離為9300萬英里(約合1.5億公里)。

宇航局的一名發言人表示:「帕克探測器將第一次飛入太陽大氣層的最外層,也就是日冕。藉助先進的觀測儀器和成像設備,這艘飛船將讓我們對日冕的認知發生革命性變化,同時進一步豐富我們有關太陽風起源和演化的知識。在改進太空環境變化的預測方面,帕克將做出重大貢獻。太空環境的改變能夠影響地球上的生命和技術設備。」

帕克探測器的隔熱罩就像是一塊三明治

兩塊碳纖維合成板夾著4.5英寸(約合11.5厘米)厚的輕型碳泡沫芯。為了儘可能多地反射太陽熱量,隔熱罩的向陽面採用了一種特殊的白色塗層作為帕克任務的一部分,宇航局邀請公眾參與,將他們的名字寫進一張存儲卡。帕克將攜帶這張存儲卡奔赴太陽。名字徵集活動於3月啟動,幸運兒可以免費下載一份寫有他們名字和日期的數字證書。當時,宇航局在官網上宣布了這一消息:「請遞交你的名字,幸運的話,你的名字將寫進一張存儲卡,跟隨帕克探測器奔赴太陽。」

2018年初,宇航局開始測試帕克探測器。宇航局此前表示帕克將進入太陽外層大氣層,「觸摸」這個生命之源。這艘飛船將收集重要數據,幫助科學家了解太陽的演化和天氣事件。帕克所獲數據能夠改進科學家預測危險耀斑的能力。太陽耀斑能夠破壞衛星和地球上的供電。

帕克探測器獲取的數據將幫助科學家改進危險耀斑的預測強太陽風暴能夠破壞電網和干擾衛星

1月,戈達德太空飛行中心的專家將帕克探測器吊入一個40英尺(約合12米)深的熱真空艙。真空艙模擬帕克太空飛行期間遭遇的嚴酷環境,包括近真空環境以及極寒和極熱。經過7周的測試,工程師於3月中旬將飛船吊出真空艙,而後運往佛州。按照原定計劃,帕克將於7月31日搭乘德爾塔IV重型火箭發射升空。

在1月的一份聲明中,宇航局發言人表示:「宇航局的歷史性帕克太陽探測器任務將讓我們對太陽的了解發生革命性變化。太陽環境的改變能夠波及整個太陽系,影響地球和其它星球。帕克探測器將穿過太陽大氣層,與太陽的親密度超過以往任何飛船。它將面臨可怕的輻射和熱環境,最終為人類提供迄今為止關於一顆恆星的最親密觀測數據。」

1月,宇航局開始測試帕克探測器,探測器在真空艙度過7周,模擬在太空中遭遇的嚴酷環境

2017年9月,宇航局公布帕克探測器第一批照片,包括新安裝的能夠經受住1371攝氏度高溫考驗的隔熱罩。隔熱罩在約翰斯·霍普金斯大學應用物理學實驗室製造,2017年9月21日首次安裝到帕克探測器上。一把革命性保護傘,將確保帕克探測器安全。

2017年5月,在芝加哥大學的威廉·埃克哈特研究中心禮堂,宇航局在一次視頻直播中正式宣布帕克太陽觀測任務。宇航局科學任務理事會副行政官托馬斯·祖布臣表示:「我們願意接受太陽系內最嚴酷熱環境的挑戰。我們希望對這個環境進行觀測,揭示造就酷熱日冕的升溫過程以及加速太陽風的過程。」

5月2日Astrotech公司,帕克探測器的太陽能電池板

祖布臣隨後宣布這顆探測器將以芝加哥大學科學家、太陽風研究先驅尤金·帕克的名字命名。尤金在活動上表示:「能夠與這項勇敢的太空任務聯繫在一起,我感到非常榮幸。」

帕克項目科學家、約翰斯·霍普金斯大學應用物理學實驗室的妮克拉·福克斯隨後登上講台。她說在此之前宇航局一直沒有找到與日冕親密接觸所需的先進材料。日冕的溫度超過太陽中心,查明原因是帕克任務的一大使命。「在我看來,這是迄今為止最酷最熱的探索任務。」

5月31日技術人員用激光照射帕克探測器的太陽能電池板,以確定能否形成電流並輸送給飛船

福克斯指出帕克探測器將逐漸靠近太陽,最終進入日冕。這艘飛船必須經受住比此前任何探測器都要嚴酷的高溫考驗。「我們將最終『觸摸』太陽」。在回答觀眾提問時,福克斯介紹了帕克探測器攜帶的一些先進設備,包括名為「Whisper」的白光成像儀。Whisper在帕克高速穿過太陽波時進行成像。此外,帕克探測器還將攜帶一整套磁成像設備,對太陽風的等離子體——福克斯將其形象地稱之為耀斑的「黃油和麵包」——進行測量。

帕克探測器將對太陽進行為期7年的觀測

這顆探測器有兩塊太陽能電池板,水穿過電池板內的管子,進入散熱器,起到冷卻電池板的作用。宇航局表示帕克的近距離觀測有助於揭示恆星運轉機制背後的物理學,提高太空天氣的預測能力。太空天氣能夠影響地球以及軌道中的衛星和宇航員。長久以來,科學家希望派遣一顆探測器穿過日冕,進一步了解太陽風以及隨風吹入太陽系的物質。

宇航局科學家、戈達德太空飛行中心的埃里克·克里斯蒂安2017年指出:「這將是我們第一次真正意義上飛向太陽的觀測任務。雖然我們不能靠得太近,但這項近距離觀測任務足以解答有關太陽的一系列關鍵問題。」如果不能近距離觀測太陽,科學家便無法準確預測空間天氣的影響。惡劣空間天氣能夠給地球造成巨大破壞。宇航局指出帕克探測器將幫助預測大規模太陽事件。

工程師正對帕克探測器的太陽能電池板進行檢測

太陽是太陽風的源頭。這種氣流以超過每小時100萬英里(約合每小時160萬公里)的速度穿過地球。太陽風中的擾動能夠導致地球磁場搖晃,同時將能量引入輻射帶。美國國家科學院最近進行的一項研究指出,如果沒有先進的預警系統,大規模太陽事件可讓美國遭受2萬億美元的經濟損失;美國東海岸將陷入長達一年的大斷電。

5月2日,Astrotech公司安德魯·格爾格正準備測試帕克探測器的太陽能電池板

來自太陽的數百萬噸高磁物質以每小時數百萬英里的速度飛行。宇航局表示:「這項任務將深入洞察日地關係,所獲數據將成為了解和預測太空天氣的關鍵。只有近距離觀測太陽,我們才能準確預測空間天氣的影響。在與太陽親密接觸時,帕克的速度將接近每小時45萬英里(約合為七十二萬公里)。」

來源:漫步宇宙

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