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我們的征途是星辰大海!霍普金斯這次要上天了!

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編輯:花期

責任編輯:SONG

據美國有線電視新聞網(CNN)報道,美國國家航空暨太空總署(NASA)和約翰·霍普金斯大學(JHU)聯合研製的帕克太陽探測器已於美國東部時間本周日凌晨發射,人類首次訪問太陽。作為 「與星共存」(Living With a Star) 項目的一部分,目的是研究地日系統以及其對生命和人類社會的影響!

帕克太陽探測器

價值15億美元的帕克太陽能探測器,於美國東部時間周日凌晨3點31分從佛羅里達州卡納維拉爾角的發射台上成功發射。僅僅三個月之後,它就會比任何宇宙飛船都更接近太陽,直接測量恆星的能量漩渦。

帕克太陽探測器(Parker Solar Probe,縮寫:PSP)又稱帕克號,是約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室(APL)和美國國家航空暨太空總署(NASA)共同研製的一具繞日無人探測衛星。

然而這只是一個開始。在接下來的7年中,該飛行器將繞太陽轉23次,且距離太陽越來越近,最終飛至距太陽表面僅620萬公里,實現最近距離觀測。這比1976年德國Helios 2號飛船設定的記錄標記近七倍。

帕克太陽探測器的目的是探測一些關於太陽的最突出問題,例如為何其電暈被加熱到數百萬度,而其下表面卻保持相對涼爽。

該探測器還將探索太陽風的發源地(即大量的高能粒子以每秒800公里的速度向外流入太陽系)。當太陽風猛烈撞擊地球時,會產生美麗的極地極光,但同時也會破壞衛星通信和導航系統。

「我們會出現在一切有趣的事情發生的地方!」約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室(APL)的太陽物理學家Nicola Fox和該團的項目科學家如是說。

約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室

太陽物理學家 Nicola Fox 博士

來自探測器的數據使研究人員能夠更好地了解粒子,磁場和能量如何在太陽中結合的複雜圖景。美國宇航局位於馬里蘭州格林貝爾特的戈達德太空飛行中心的太陽物理學家Nicholeen Viall說:「這將可能改變『遊戲』規則。」

帕克太陽探測器採用一系列儀器設計,可直接對電暈進行採樣。外有2.4米寬的隔熱罩,由11厘米厚的碳泡沫製成,夾在碳複合材料層之間。其可承受近1400°C的溫度。

太陽能電池板為航天器提供動力,但為了保持冷卻,他們有一個類似於汽車散熱器的強大的水循環冷卻系統。且在近距離接近太陽所散發的灼熱溫度時,大多數太陽能電池板將摺疊回到隔熱罩的陰涼處。

密歇根大學安娜堡分校的物理學家賈斯汀卡斯帕說,「此次飛天將標誌著人類通往太陽系的另一個領域,我相信一定會發生一些特別的事情。」

STEREO-B航天器

此次探索到的情況可能比以前想像的更複雜。相較於STEREO航天器在2014年拍攝的外部電暈圖像的分析,帕克太陽探測器將有機會測量一個全新的和意想不到的採集結果。

衝浪太陽風

自1958年以來,太空物理學家一直夢想著能夠飛越太陽日冕,至少在最內層行星水星軌道內行進任務。同年,尤金·帕克 - 芝加哥大學的物理學家,首次提出了太陽風的存在。

經過幾十年的繪圖,使命終於到來。升空八周後,帕克太陽探測器將飛越金星,利用行星的引力減速並繞入太陽周圍更近的軌道。在此之後的五個星期,探測器將首次靠近距地面超過2400萬公里,即太陽半徑的35倍。

彼時開始,宇宙飛船將圍繞太陽環繞,且越來越接近太陽日冕。設計帕克探測器飛行任務軌跡的APL工程師郭燕萍表示,這條軌跡將為調查人員提供充足的時間來收集數據。

華裔科學家-郭燕萍

在The Catholic University of America取得博士學位後,郭燕萍在導師的推薦下來到了約翰·霍普金斯大學的應用物理實驗室。

約翰·霍普金斯大學的應用物理實驗室

郭燕萍 博士

她參與了一系列航天計劃的設計工作,包括梅林計劃(MERLIN Mission)(航天器在火衛一、火衛二上登陸並進行地面探索),阿拉丁計劃(Aladdin Mission)(旨在將之前採集的樣本帶回地球,以便更進一步的研究),與新視野計劃(New Horizons Program)(將航天器送往冥王星,並採集迄今為止最清晰的冥王星信息)等。

而此次帕克太陽能探測器的任務設計師正是郭燕萍。她和她的團隊設計了精密的軌道,將探測器帶入太陽日冕。

帕克太陽探測器運行軌道圖

「你可能會覺得到太陽很容易,因為它看起來並不遠,」她說。「但在所有太陽系探索中,這是最具挑戰性的。」

郭燕萍與她的團隊,巧妙的運用的重力輔助作用,在接下來的七年中,探測器將依次減速,並俯衝到太陽附近。且將在距太陽表面四百萬英里的範圍內。從空間上講,這幾乎等同於與太陽握手。

應用物理實驗室

約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室(Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory,APL)與加州理工大學的JPL(噴氣動力實驗室)齊名。位於美國馬里蘭州,非營利大學附屬研究中心,員工4500人。

APL成立於1942年,是為了在戰時狀態,通過系統工程和整合、研發和分析,為國家安全和科學挑戰提供解決方案。在70年的服務過程中,該實驗室專註於高科技領域的研究和實際應用。如今四個主要研究領域包括:空中和導彈防禦、不對稱作戰、軍力投射和空間科學等。

為表示應用物理實驗室在上述領域的傑出貢獻,小行星132524,被專門命名為APL。

參考資料:

1. CNN官方網站

2.Nature官方網站

3. 約翰·霍普金斯官方網站

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