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NASA探測器破三大航天記錄,需七次金星借力最近距離抵達太陽外圍

原標題:NASA探測器破三大航天記錄,需七次金星借力最近距離抵達太陽外圍



近日,美國東部時間11日凌晨3點33分(GMT-4),即北京時間15點33分,NASA(美國國家航空航天管理局)耗資15億美元研發的帕克太陽探測器 (Parker Solar Probe),從卡納維拉爾角空軍基地的第37號發射台升空,開始為期7年的觀測任務。這將是人造航天器首次抵達恆星的大氣層。

七次金星借力


帕克太陽探測器由德爾塔4 重型火箭發射升空,但似乎這一次的發射卻讓工作人員冒了一身冷汗,因為在經過了 43 分鐘的飛行之後,雖然期間經歷了第三級疑似失聯的驚險時刻,而且疑似出現問題時,現場工作人員面情凝重。還好是最終有驚無險,帕克探測器成功與火箭分離,獨自踏上了奔赴太陽的漫漫長路,也就此揭開了人類探索太陽的新征程!



本次發射將使用推力極其強大的Delta 4重型發射器發射,這也是2004年以來的第10次發射。它使用了Northurp公司的固態燃料,能夠將帕克太陽探測器從地球18英里/秒的繞太陽軌道中釋放出來。該探測器大概需要近7年時間,經過七次金星借力飛行才能抵達最後的軌道。


「帕克」太陽探測器的發射過程可謂坎坷。美國宇航局11日發布消息稱,「帕克」太陽探測器將由美國聯合發射聯盟的「德爾塔」-4重型火箭於12日凌晨在佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地發射升空。該探測器原計劃10日發射,但臨近原定發射時間,美國宇航局還在進行故障評估,發射時間數次推遲,最終錯過了最佳發射窗口時間並取消了當天的發射任務。美國宇航局並沒有對此次任務的取消做解釋,只是在推特上宣布了這個消息,並表示發射日期推遲到11日。


抵禦高溫材料可讓室內低至29度


按計劃,它將長驅直入太陽大氣,追蹤太陽風粒子的能量和熱量運動。在此期間,它將承受1377攝氏度的高溫,非常接近鋼的熔點。作為對策,它表面覆有一層厚約11.3厘米的碳複合材料護盾,能夠抵禦1650攝氏度高溫。在它的保護下,探測器的工作環境溫度僅有29攝氏度,不會對探測器的正常工作造成影響。


史無前例地進入太陽日冕,將使「帕克」太陽探測器能近距離地研究太陽風的加速,觀察太陽耀斑和日冕物質拋射——會對太空天氣和靠近地球的通信系統產生影響。


對於太陽的探測任務顯然不同於以往的太空探測任務,接近太陽外圍需要的最基本的硬性條件就是設備必須要耐得住高溫的考驗,通過這一次NASA的發射任務,美國航天方面顯然已經可以達到這樣的要求。日前,NASA戈達德太空飛行中心Parker項目科學家亞當·薩博(Adam Szabo)表示,「數十年來,NASA一直在計劃向日冕內發射探測器,但我們直到最近才掌握能保護航天器和儀器不會受到高溫侵害的技術。」



微型感測器實時報告方位,確保安全


此外,微型感測器也讓探測器及時調整方位。從太陽發出的信號要經過8分鐘才能到達地球,8分鐘看似不長,但是如果指令不到位,「帕克號」很可能葬身火海。因此,帕克號在設計之初就有了自我保護系統,很多微型感測器分布在隔熱罩陰影的邊緣,如果任一個感受到陽光,中央電腦便會收到提醒並調整帕克號方位,以確保安全。

「帕克」探測器刷新三項人造航天器的記錄


1.速度最快。「帕克」太陽探測器將成為人類有史以來飛行速度最快的航天器。探測器需要抵抗地球太陽之間的引力,借用金星的引力,逐漸接近太陽。科學家將航天器的速度提升至最高速度達每小時50萬英里(約為80.46萬千米),這樣的速度比目前任何其他的航天器的速度都要快。除了「帕克」太陽探測器外,最快的航天器當「新視野」號冥王星探測器莫屬。在最後完成加速關閉引擎時相對於地球的速度是16.26千米/秒,相當於每小時58.54萬千米/小時,接近第3宇宙速度。



2.耐溫程度最好。由於太陽日冕層比太陽表層更熱,探測器的目標軌道將是太陽系最熱的地方。這意味著探測器隔熱罩的耐熱材料技術和軟體設計也將創造歷史。探測器的隔熱罩由新型隔熱材料製成,隔熱罩異常輕且結構結實,能夠承受接近1371攝氏度的極端高溫。

3.最接近太陽系中心。歷史上,人類共發射了15個太陽探測器,最為逼近的是1976年發射的「太陽神2號」,距離太陽表面約4500萬公里。



帕克太陽探測器將是第一架飛經太陽大氣層日冕的探測器,它能讓科學家以史上最近的距離觀測太陽。如果將地球和太陽比作一個橄欖球場的兩端,那麼帕克探測器的位置相當於距離太陽最近的「四碼線」上,和太陽距離最近。


NASA表示,太陽產生的變化不光影響著地球,同時也影響著其它太陽系行星。這枚探測器將為人類帶來前所未有的大量太陽信息,它將比1976年發射的「太陽神2號」七倍接近於太陽表面,成為迄今為止最接近太陽的人造物體。同時它將創造世界上飛行器最高速度的記錄,時速能達到43萬英里/時(約合69萬公里/時)。


太空探索的意義


1.可以幫助人類接觸現有的科研限制。俄羅斯「和平」號空間站于于1986年2月20日發射升空,在運行的15年里,獲得了大量數據和具有重大價值的科研成果,拍攝了許多恆星、行星的照片,進行了基本粒子和宇宙射線探測,大大擴展了人類對宇宙的認識,還探索了從太空預報地震、火山爆發、水災及其他自然災害的可能性,宇航員在太空的生活經歷,為進行長期星際飛行的醫學保障積累了經驗。


2.基於危機感,向外探索「類地」生存空間以及對宇宙其他生命體的探索。40年前美國宇航局首次在火星表面著陸「海盜1號」和「海盜2號」探測器時,尋找潛在的有機(碳基)分子,從而證明這顆紅色星球適宜生命存活。時隔幾十年後,美國宇航局「好奇號」探測器證實火星表面存在有機分子。這一些頻繁的外太空探測獲得顯然都在表明人類對於尋找可生存星球的迫切性以及對其他生命的好奇。


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