帕克探測(cè)器將首次“觸摸”太陽(yáng) 試圖厘清三大問(wèn)題

帕克探測(cè)器將首次“觸摸”太陽(yáng)

美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)歷時(shí)8年、耗資約15億美元，打造出了一款能穿過(guò)太陽(yáng)大氣層而不融化的航天器——帕克太陽(yáng)探測(cè)器(Parker Solar Probe，以下簡(jiǎn)稱帕克)。

據(jù)NASA官網(wǎng)8月12日?qǐng)?bào)道，美國(guó)東部時(shí)間8月12日3時(shí)31分(北京時(shí)間8月12日15時(shí)31分)，帕克一飛沖天，它將以前所未有的飛行距離和速度，與太陽(yáng)親密接觸，觸摸日冕，進(jìn)一步揭開籠罩著太陽(yáng)的神秘面紗。

速度最快，距離太陽(yáng)最近

聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟增加了第三級(jí)的“德爾塔4”號(hào)重型火箭(世界上最強(qiáng)大的火箭之一)，搭載帕克從佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角空軍基地發(fā)射升空，探測(cè)器將于2018年11月首次接近太陽(yáng)，并于12月傳回?cái)?shù)據(jù)。帕克重約1270公斤，大小相當(dāng)于一輛小轎車，到達(dá)太陽(yáng)所需的能量為到達(dá)火星所需的55倍多。

帕克的最快速度將達(dá)到69.2萬(wàn)公里/小時(shí)，創(chuàng)造有史以來(lái)運(yùn)行速度最快航天器紀(jì)錄。在不到7年的任務(wù)壽命期間，它將繞太陽(yáng)運(yùn)行24次，并逐漸縮短與后者的距離，最終在距離太陽(yáng)表面約616萬(wàn)公里的位置飛行，這個(gè)位置處于日冕范圍之內(nèi)，屆時(shí)，其與太陽(yáng)的距離相當(dāng)于1976年德國(guó)“太陽(yáng)神2”號(hào)探測(cè)器創(chuàng)下紀(jì)錄的1/7。

為了與太陽(yáng)進(jìn)行“親密接觸”，帕克需要放慢速度，以使用金星的引力。升空8周后，帕克將飛過(guò)金星，利用這顆衛(wèi)星的引力，減速并進(jìn)入環(huán)繞太陽(yáng)更近的軌道。之后再過(guò)5周，探測(cè)器將完成首次近距離接觸，到達(dá)距離太陽(yáng)表面逾2400萬(wàn)公里(相當(dāng)于太陽(yáng)半徑35倍)的區(qū)域。探測(cè)器將從那里開始環(huán)繞太陽(yáng)飛行，逐漸拉近與太陽(yáng)的距離，其間需再飛過(guò)金星6次。

“三明治”隔熱罩護(hù)駕

在靠近太陽(yáng)的軌道上，真正的挑戰(zhàn)是防止航天器被燃燒殆盡。

帕克科學(xué)家、戈達(dá)德太空飛行中心的亞當(dāng)·薩博說(shuō)：“NASA數(shù)十年前就開始計(jì)劃朝太陽(yáng)發(fā)送探測(cè)器，但我們一直缺乏保護(hù)航天器及其儀器免受高溫影響的技術(shù)。材料科學(xué)的最新進(jìn)展為我們提供了可以制造航天器隔熱罩的材料，這一隔熱板置于航天器前，不僅能耐受太陽(yáng)的極端高溫，還能保持背面的涼爽。”

隔熱罩由兩塊碳纖維面板之間夾一層4.5英寸厚的碳復(fù)合泡沫材料制成。雖然面向太陽(yáng)一側(cè)的溫度約達(dá)1371℃，但在隔熱罩后面，探測(cè)器的溫度保持在29℃。

試圖厘清三大問(wèn)題

帕克試圖厘清三大主要問(wèn)題。首先，為什么太陽(yáng)光球?qū)拥臏囟缺热彰釡囟鹊秃芏?。日冕是太?yáng)大氣的最外層，其內(nèi)部分別為光球?qū)雍蜕驅(qū)?。光球?qū)拥臏囟葍H為5500℃，日冕層的溫度高達(dá)二百萬(wàn)攝氏度。戈達(dá)德太空飛行中心的研究科學(xué)家艾瑞克·克里斯蒂安說(shuō)：“一般而言，距離熱源越遠(yuǎn)，溫度越低，但為何太陽(yáng)外部大氣層比內(nèi)部表面溫度高得多?這是個(gè)巨大的未解之謎。”

其次，探測(cè)器將在太陽(yáng)風(fēng)內(nèi)穿梭，厘清生成太陽(yáng)風(fēng)的神秘過(guò)程以及太陽(yáng)風(fēng)如何獲得高達(dá)數(shù)百萬(wàn)英里/小時(shí)的速度。

最后，探測(cè)器將研究太空天氣現(xiàn)象。

薩博說(shuō)：“日冕是太陽(yáng)系中沒(méi)有航天器拜訪過(guò)的地方之一，帕克給了我作為探險(xiǎn)家的興奮感。太陽(yáng)是我們可以近距離了解的一顆恒星，了解它有助于我們更好地理解其他恒星。”(劉霞)