帕克探測器將首次“觸摸”太陽 試圖厘清三大問題

帕克探測器將首次“觸摸”太陽

美國國家航空航天局(NASA)歷時8年、耗資約15億美元，打造出了一款能穿過太陽大氣層而不融化的航天器——帕克太陽探測器(Parker Solar Probe，以下簡稱帕克)。

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

速度最快，距離太陽最近

聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟增加了第三級的“德爾塔4”號重型火箭(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，探測器將于2018年11月首次接近太陽，并于12月傳回數(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69.2萬公里/小時，創(chuàng)造有史以來運(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，它將繞太陽運(yùn)行24次，并逐漸縮短與后者的距離，最終在距離太陽表面約616萬公里的位置飛行，這個位置處于日冕范圍之內(nèi)，屆時，其與太陽的距離相當(dāng)于1976年德國“太陽神2”號探測器創(chuàng)下紀(jì)錄的1/7。

為了與太陽進(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，帕克將飛過金星，利用這顆衛(wèi)星的引力，減速并進(jìn)入環(huán)繞太陽更近的軌道。之后再過5周，探測器將完成首次近距離接觸，到達(dá)距離太陽表面逾2400萬公里(相當(dāng)于太陽半徑35倍)的區(qū)域。探測器將從那里開始環(huán)繞太陽飛行，逐漸拉近與太陽的距離，其間需再飛過金星6次。

“三明治”隔熱罩護(hù)駕

在靠近太陽的軌道上，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：“NASA數(shù)十年前就開始計劃朝太陽發(fā)送探測器，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。雖然面向太陽一側(cè)的溫度約達(dá)1371℃，但在隔熱罩后面，探測器的溫度保持在29℃。

試圖厘清三大問題

帕克試圖厘清三大主要問題。首先，為什么太陽光球?qū)拥臏囟缺热彰釡囟鹊秃芏?。日冕是太陽大氣的最外層，其?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：“一般而言，距離熱源越遠(yuǎn)，溫度越低，但為何太陽外部大氣層比內(nèi)部表面溫度高得多?這是個巨大的未解之謎。”

其次，探測器將在太陽風(fēng)內(nèi)穿梭，厘清生成太陽風(fēng)的神秘過程以及太陽風(fēng)如何獲得高達(dá)數(shù)百萬英里/小時的速度。

最后，探測器將研究太空天氣現(xiàn)象。

薩博說：“日冕是太陽系中沒有航天器拜訪過的地方之一，帕克給了我作為探險家的興奮感。太陽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)