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NASA“帕克太阳探测器”与太阳近距离接触

艺术家描绘出帕克太阳探测器接近太阳的场景PHOTOGRAPH BY SCIENCE HISTORY IMAGES, ALAMY STOCK PHOTO

艺术家描绘出帕克太阳探测器接近太阳的场景PHOTOGRAPH BY SCIENCE HISTORY IMAGES, ALAMY STOCK PHOTO

NASA“帕克太阳探测器”与太阳近距离接触

NASA“帕克太阳探测器”与太阳近距离接触

(36500365uux.cn报道)据美国国家地理(撰文:Nadia Drake 编译:林宇威):帕克太阳探测器(Parker Solar Probe)将勇闯先前太空船未至之境,尝试解开这颗离我们最近恒星的重大谜团。

近50亿年来,从来没有人能从近距离为太阳拍摄特写镜头。如今,美国航太总署(NASA)终于要接近太阳,准备揭开这颗恒星的神秘面纱了。

经过数度延迟,帕克太阳探测器总算在美东时间8月12日凌晨3点31分,由联合发射联盟(United Launch Alliance,简称ULA)的三角洲4号(Delta IV)火箭发射升空,迈向前往太阳轨道的伟大航程。使用太阳能做为能量来源的帕克太阳探测器配备有四套科学仪器设备,在接下来七年的任务期间内,它都将使用来自目标恒星的能源做为补给。

至于帕克太阳探测器的任务究竟是什么呢?它将以前所未见的近距离尽可能接近太阳,试图解开太阳长久以来未解的谜团。

恒星诞生

数十亿年来,太阳一直为地球上的生命提供能量。在人类历史上,太阳也一直是许多宗教和神话中不可或缺的重要角色。除了少数极为罕见的地球环境之外,我们都无法避开太阳带来的影响,或是忽略它的存在。

但是,我们却不太清楚太阳究竟是如何运行的。

一百多年来,天文学家一直在研究这颗距离我们最近的恒星,从地球上或是太空中的特殊望远镜,抵挡住太阳盘面的烈焰光芒,以各种波段观测太阳。但无论科学家多么努力尝试,仍然无法破解太阳的秘密。

或许这是因为到目前为止,还没有任何望远镜能够冒险接近太阳,从近距离研究这颗恒星。

「我们需要进入太阳的活跃区域,毕竟这是所有谜团存在之处,」约翰霍普金斯大学应用物理实验室(Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory)的计画科学家尼可拉.福克斯(Nicola Fox)如此表示。

太阳帝国

帕克太阳探测器的名称,是以现年91岁的天文物理学家尤金.帕克(Eugene Parker),他首度发现了名为太阳风(solar wind)的超音速粒子流。这个探测器大致有三项科学任务。

太阳风由太阳翻滚而起,能够延伸至太阳系的边陲。在太阳附近时,它还只是一阵慵懒的微风,最后则会加速到每小时数百万公里,以超音速之姿挟带物质和能量冲向太空。

帕克太阳探测器任务亟欲解决的问题之一,就是弄清楚太阳风的加速机制,以及为何太阳风的速度能够如此之快。这个现象或许能帮助科学家了解太阳内部的运作机制,甚至对我们在地球上进行的核融合实验有所帮助。

帕克太阳探测器还将研究太阳表面的风暴,这些不时爆发的风暴会将大量物质抛入太空,也就是所谓的日冕巨量喷发(coronal mass ejection)。如果这些带电物质抵达地球,就能产生美丽的极光,但它们也会给太空人造成危害,甚至是破坏通讯系统和电力网络。

「我们有技术,还有在太空中的太空人,因此我们必须努力认识和理解我们置身并穿梭其中的太空,」杨说道。

要破解这些谜团,表示探测器必须多次飞掠太阳日冕。日冕是太阳的上层大气,温度高达摄氏数百万度。这同时也是太阳的另一个谜团:科学家仍不清楚,太阳表面的温度只有区区摄氏6000度,但为何日冕的温度却这么高!

「为何日冕的温度高达太阳表面的300倍?」福克斯问道。这是这次任务希望能够解答的另一个问题。

日落大道

要进入如此靠近太阳的高温区域,绝对是件伟大的壮举,而且帕克太阳探测器还将持续加速,成为有史以来最快速的太空船。七年之后,当帕克太阳探测器完成绕行太阳的最后一圈轨道时,速度将会达到时速69万2000公里,相当于不用三秒钟的时间就能从旧金山抵达洛杉矶。

帕克太阳探测器前往太阳系核心的旅程即将展开,首先将在今年10月飞掠金星,以调整探测器飞行轨道,前往太阳。接下来,「在为期七年的任务过程中,探测器将再飞掠金星六次,让轨道越来越接近太阳,最终探测器最接近太阳时,仅会距离太阳表面约620万公里,」福克斯表示。

觉得这儿听起来并不是个适合闲晃的地方?的确如此。帕克太阳探测器特别配备有11公分厚的防热罩,能够保护探测器上的四套仪器设备不受太阳高温的影响。这个防热罩由碳复合材料构成,是个结合泡沫、金属网和材料板的三明治结构。

「大多数仪器设备都安装在探测器的主体上,处于防热罩的良好保护下,」福克斯这么说。

不过,少数仪器设备在收集磁场、辐射、粒子以及能量等重要数据时,将会从73公斤的防热罩后面探出。

如果一切顺利,这项任务将会持续至少七年。当任务结束时,探测器的任务管理员将会让太空船自行毁灭。

「一旦燃料耗尽,探测器就会开始转向太阳。到那个时候,无法承受太阳高温的部分将会熔化,」福克斯这么说。探测器会变得越来越小,最终它的组成零件将会与太阳融为一体。




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