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耗資15億美元,NASA發射追日神探為了啥?憑什麼能夠探測200萬°C的日冕?

太空探索無止境,這次鎖定太陽。

就在明天,北京時間8月11日15:33~16:38,NASA帕克太陽探測器,將在佛州卡納維拉爾角空軍基地擇機發射,搭乘重型德爾塔IV火箭遠征。

預計今年11月1日,首次飛抵近日點2410萬公里。

2024年,它將飛抵最近的近日點,只有616萬公里(比太陽神2號近7倍多)——因此被譽為「史上距太陽最近的追日神探」。

帕克太陽探測器,英文名Parker Solar Probe。

顧名思義,是以帕克命名的探測器。


帕克何許人也?堪得如此榮耀?

現年91歲的帕克(Eugene N. Parker),是美國天文學家,芝加哥大學榮譽退休教授。

作為太陽風科學的先驅人物,他早在1958年就預測到太陽風的存在。當時天文學界還普遍認為,太陽系行星之間都是真空的,但今天我們已經知道,太陽風能夠橫掃整個太陽系。

因此,以帕克教授命名太陽風探測器,名至實歸。

順便說一下,這是NASA首次以在世人物命名的太空探測器


這個探測器的主要科學目標是什麼?

NASA公布,帕克太陽探測器主要任務是探測日冕、太陽風等奧秘。

為此,帕克太陽探測器將直接飛入太陽外層大氣層(日冕)所在軌道上,距離太陽表面最近時僅616萬公里。


問題來了,如此靠近太陽,就不怕像希臘神話里的伊卡洛斯那樣,被太陽溶化?

要知道,日冕雖然是太陽大氣的最外層,但溫度極高,高達200萬攝氏度。200萬°C!人類能造出經得起這般考驗的探測器?

其實是這樣的,日冕極高溫,並不意味著就能傳導極高溫。

我們知道,熱傳導本質上就是粒子之間傳遞振動能,簡單來說就是粒子跑得越快,溫度越高。但如果粒子極少,熱傳導也就極低。

日冕就是這樣的空間,物質密度極小,粒子極少,能夠熱傳導給太陽探測器的很少很有限。

儘管有限,但還是不敢小覷。NASA科學家估計有1400°C。

這跟6倍超音速航天器再入大氣層的溫度差不多,這是人類現有科技所能承受的高溫。


如何裝備帕克太陽探測器,阻擋如此高溫?

NASA設計的帕克太陽探測器,身穿厚度11.43厘米的耐高溫碳複合材料防護層,最外層是耐高溫陶瓷。

經過反覆測試,能夠阻擋超過1400°C的熱輻射,裡面卻能保持28°C的常溫。


關鍵問題,為什麼要重點關注太陽風呢?

可以這麼說,太陽風的發現,堪稱20世紀太空探測最重要的發現之一。

所謂太陽風,僅僅是一種想像的說法,並不是由氣體組成的,其實由質子、電子形成的帶電粒子流。基本上每個恆星都會產生,所以又叫恆星風。

太陽風分為兩種:

一種是存在太陽表面,不斷向外噴發,速度慢,到達地球時,每秒450公里,每立方厘米質子不超過10個,對地球沒什麼影響。

另一種則是狂暴模式的太陽風,刮起來的的猛烈程度遠遠勝過地球上的颶風,這種太陽風是地球颶風風速的上萬倍。


這麼恐怖的太陽風對我們人類有啥影響?

可以說,太陽一打噴嚏,地球就得吃藥。比如說,太陽風會造成人造衛星短路,造成衛星通信系統中斷,氣象衛星失靈,軍事衛星失聯,GPS失效。

萬幸的是,人類擁有自己的救命保護傘——地球磁場,當太陽風肆虐、撲向地球的時候,絕大部分都會被地球磁場推開,殘餘的部分會進入大氣層,產生絕美的極光和無聲的磁暴。

有人覺得這樣就可以高枕無憂了,有地球磁場罩著人類,我們怕啥太陽風!

這麼想你就輸了。

要知道,地球磁場可沒有快遞包裹那麼嚴實。早在2008年NASA就發現,地球高空的磁圈出現過一個大洞,比地球直徑還寬4倍。

更後怕的是,目前科學家們還沒搞懂這種磁場時開時合的原因和規律。要是磁場大開,正趕上太陽風襲來,整個地球生命就會遭受難以想像的煉獄。

叫人提心弔膽的是,經過長期研究,至今人類仍沒搞清楚,太陽風到底是怎樣形成的,颳風的規律是什麼?

在地球磁場和太陽風這兩方面都沒搞清楚的情況下,人類還能高枕無憂?

所以呢,杞人憂天是對的,NASA責無旁貸。

耗資15億美元發射帕克太陽探測器,就是沖著太陽風去的。

未來7年,帕克探測器將繞行太陽24圈,最近時只有616萬公里,這比1972年NASA發射的太陽神2號近了7倍多,也是水星距太陽的1/10。

對於太陽物理學來說,發射帕克太陽探測器,堪比哈勃太空望遠鏡級別的探測任務。

對於這個追日神探來說,這是趟一去不復往的單程之旅,2025年6月使命結束後,最終將以時速72萬公里的熱情姿態擁抱探測對象,追日而去……

科學就是要有獻身精神,帕克探測器也不例外。


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