帕克号 太阳探针介绍
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“帕克号”太阳探针介绍
在野外的夜晚,繁星点点。
如果天气好的话,你便能看到无数银河系内的恒星。
当你遥望远方,幻想着未来人类命运的种种;或是听说NASA各种宇宙新发现,殊不知,人类连养育自己的母星太阳都了解甚少哦。
为了弥补这一空白,“帕克”启航了——美国国家航空航天局帕克太阳探测器于今天(8月12日)凌晨3点31分(格林尼治标准时间7点31分)(北京时间8月12日15时31分)从卡纳维拉尔角空军基地的一个发射台发射升空。
在帕克之前,没有任何探测器真正接近过太阳。
不出意外的话,帕克将会达到太阳的日冕层中——这个筹划接近60年的项目,终于得以成功落实。
帕克探测器的主角是一台叫The Integrated Science Investigation of the Sun的设备,俗称ISʘIS。
这台设备可以测量例如电子,质子,离子类的粒子的参数,能帮助科学家更深地了解粒子的演变——粒子如何诞生的,如何加速,如何从太阳离开,并在行星间的空间移动。
或许你会问:人类都能让新视野号完美掠过如此遥远的冥王星了,却为什么长久以来没有探测器接近过仅距离我们一个天文单位的太阳?其实接近太阳比飞离太阳,要难不少。
想要落入太阳附近,你的切向速度必须足够小。
所以帕克必须不断调整轨道,以达到这样的效果;另外一个问题是由于开普勒第二定律(面积速度为常量),而探测器轨道很难调整为近圆轨道,再加上帕克离太阳太近了,所以其接近太阳的时间远远小于其远离太阳的时间,我们必须有足够耐心去等待它传来的结果,而这往往是性价比很高的。
此外由于最靠近太阳,帕克探测器也因此将会成为人类历史上最快的飞行器,最高达到200千米/秒,远远超过曾经的记录保持者——德国的太阳神2号太阳探测器,它创造的记录是70千米/秒。
顺带一提,帕克探测器是第一个以在世科学家命名的探测器。
这颗致力于探索太阳的大气层、磁场和太阳风的帕克太阳号探测器以美国天体物理学家尤金·帕克(1927-)的名字命名。
发射当天,耄耋之年的帕克老爷子还在现场观看以自己名字命名的探测器的发射。
帕克要面临的巨大挑战除了调整轨道之外,还有一点也是最重要的一点,那就是太阳日冕层中的高温。
什么?你说地理课上学过日冕层的温度高达几百万摄氏度?真的有可以抵御如此高温的物质吗?其实几百万度的温度,仅是日冕层中高能粒子的温度。
万幸的是,粒子在日冕层中的密度极为稀疏,所以帕克几乎不会碰到多少这样的粒子。
尽管如此,帕克要也要面对高达1400摄氏度的高温。
为此,帕克带上了一块“盾牌”。
这块凝聚了NASA黑科技的防热盾,最外层是白色的陶瓷涂层,可以反射绝大部分来自太阳的热,盾牌里面是两层碳-碳复合材料夹着一层11.4厘米厚的碳泡沫,以极轻的重量达到了高度耐热和坚韧的保护效果,让背后的科学仪器们可以在周围1400摄氏度高温的环境里自身却能保持在舒适的室温下,特别是不能让作为冷却剂的水受到加热,否则精密的仪器们将无法工作。
有了盾牌还要用好盾牌,帕克必须时时将盾牌对着太阳。
但帕克与我们有5分钟的通讯延迟,所以我们无法即时操控它,而是必须自立更生——科学家们在帕克被防热盾遮住的阴影区的每个角都安装了热传感器,一旦侦测到高温,系统便会立即让飞船调整姿态。
就像阿波罗13号一样,即使帕克探测器的使命并没有完成,它也是一个伟大的壮举,达成了许多人类的“第一次”。
在计划中,帕克将于7年后到达预定位置(其轨道的复杂程度可见一斑),让我们耐心等待,这一位勇士的佳音。