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當觸摸到太陽的一瞬間…

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2018年8月12日北京時間15時31分,隨著美國「德爾塔-4」重型運載火箭的巨大轟鳴,人類開始了「觸摸」太陽的首次嘗試。伴隨火箭升空的是舉世矚目的「帕克」太陽探測器,它將在未來7年內多次近距離接近太陽,甚至進入太陽外層的日冕,以探索太陽這顆離我們最近恆星的諸多謎團。

在NASA(美國航空航天局)的科學任務中,帕克探測器是第一艘以仍健在的科學家命名的探測器。1958年,美國芝加哥大學尤金·帕克博士提出,在太陽大氣數百萬度高溫的驅動下,等離子體源源不斷的從太陽附近逃脫,被逐漸加速到數百公里每秒的超音速,形成了太陽風。

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「帕克」觸摸太陽背後的意義!

首先是太陽風對地球的影響

太陽風是指從太陽上層大氣向整個太陽系不斷射出的超音速等離子體帶電粒子流,它的時速可以達到每小時數百萬公里。但令人驚奇的是,太陽風從太陽表面剛噴發時速度還沒這麼快,但當它抵達太陽系行星時,卻變成了真正的「狂風」。

如果在太陽活動高峰期,太陽風就會影響到地球無線通信系統以及衛星、GPS定位等一系列安全。如果能夠預測太陽風,像預測颱風一樣,就可以減少其對地球的影響。通過帕克傳回的數據,科學家們有望徹底揭開日冕加熱和太陽風加速的秘密。

其次,探尋「日冕之謎」

太陽大氣從裡向外分為光球層、色球層、過渡區和日冕,其中光球層溫度約為6000度,而日冕的溫度可以高達200萬度。

根據常識,離太陽表面越遠溫度應該越低,但日冕的溫度比太陽表面溫度還要高上數百倍。升空後的帕克探測器將進入一條環繞太陽的軌道,並在7年的時間裡藉助金星的引力,逐漸降低近日點的高度,前所未有地靠近太陽到距離太陽590萬公里位置,實現對日冕的實地探測,有望對日冕進行測量與取樣,來解決這個困擾科學家許久的問題。

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「帕克」如何解決不被太陽烤焦!

探測太陽,最大的考驗是高溫。帕克探測器在太陽附近工作時,承受的太陽輻射約是地球附近的500倍。那麼「帕克」是如何解決這個大難題呢!

對此問題,NASA闡述其訣竅在於溫度、熱量以及空間密度的不同。

物體的溫度來自於組成粒子在做永不停歇的熱運動,所以溫度其實是表徵粒子的運動速度。而熱量則代表了實際傳輸的能量。在浩瀚的宇宙空間中,粒子的運動速度可以非常快,但它們不會傳遞很多熱量,因為這些粒子之間存在很大的空間。

與太陽的可見表面相比,日冕的密度較低,所以帕克太陽探測器與較少的熱粒子相互作用,它並不會接收到過多的熱量。正因為如此,保護探測器上的大部分儀器的隔熱罩預計只會被加熱到1370攝氏度,而不是100萬度。

此外,美國航空航天局專門為「帕克」研製了一個直徑2.4米、12厘米厚、重73公斤的碳複合材料防熱罩。它像一塊三明治,兩塊碳纖維合成板夾著11.5厘米厚的輕型碳泡沫芯組成,可承受1650度高溫。在它的保護下,探測器內部的工作環境溫度僅有29度,能確保所有儀器的正常運作。

「帕克」的成功發射將掀起探測太陽的新高潮,同時也會加深我們對宇宙環境的認知,為人類科技發展開啟嶄新的篇章!在這裡,申申期望未來,太陽將不再是我們遙不可及的夢~

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