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太陽表面的溫度大概有5000度，向外1600公里的色球層溫度則升高到7000度，再向外400公里到了太陽最外層日冕，溫度升到了數百萬多攝氏度，這非常奇怪的現象就是著名的日冕加熱問題，帕克探測器此番出征，就是想一探究竟。

根據計劃，帕克探測器號離太陽表面最近的距離將減小到620萬公里，也就是日冕層的高度了，這時帕克探測器的最大的考驗就高溫，根據推算，在近日點的時候，探測器朝向太陽一側的外表面的溫度最高可達1400度。

為了保護帕克探測器，科學家們在它朝向太陽的一側使用了厚達11.4cm的碳基複合隔熱材料，還使用了加壓的高純淨水進行冷卻降溫。

此外，為防止帕克探測器被烤壞，它並不會長期待在特別接近太陽的位置，而是定期繞到大約在金星軌道的距離的位置，也算是很人性化了。

震長

關於這個問題，我昨天有發過一篇相關的文章，這裡再來簡單介紹一下。

太陽的表面溫度在5500攝氏度左右，而它的外層大氣——日冕的溫度可達上百萬度。即將於兩週後發射升空的NASA帕克太陽探測器（Parker Solar Probe），將會進入到日冕之中，最近的地方距離太陽表面不到太陽半徑的9倍，大約620萬千米。那麼，帕克太陽探測器是如何承受日冕的上百萬度高溫呢？

對於這個問題，需要正確理解溫度和熱量的概念。由於分子的熱運動，物體產生了溫度，因此，溫度是分子平均動能的度量。另一方面，熱量則是度量能量的高低。分子熱運動可以很劇烈，從而產生很高的溫度，但如果巨大的空間中只有極少量的分子，它們的熱運動並不會產生巨大的熱量。只要物體接觸到的高溫分子很少，物體就不會被加熱到很高的溫度。

雖然太陽日冕的溫度確實很高，但密度其實極低，飛入日冕的帕克太陽探測器所接收到的熱量並不多，位於探測器最前方的隔熱罩的溫度只會上升到1370度。因此，只要做好隔熱措施，探測器完全可以正常工作。

儘管隔熱罩的溫度不會達到上百萬度，但上千度的高溫仍然是不小的考驗。為此，隔熱罩用耐高溫的碳-碳複合板夾上泡沫炭核心製成，在其最外面還塗覆了高反射率的陶瓷顏料，這樣可以使隔熱罩後方的溫度維持在30度。還有一些需要暴露在太陽下的部分，則是利用其他耐高溫材料製成。

火星一號

NASA官方專門做了一個視頻來解釋這個問題。之所以人類探測器可以距離高溫的太陽非常近，主要有以下幾個原因：

1，前端的隔熱防護罩。

帕克太陽探測器的前端是有一層保護罩的【如上圖所示】，用來反射和隔絕太陽產生的巨大熱輻射。主要的材料如下圖所示，表面是一層碳-碳材料，可以用來承受高溫，內部則是全碳氣凝膠，用來隔熱。需要說一點的是，全碳氣凝膠中大部分都是空的，所以密度極小。

2，智能控制系統。

由於這個探測器距離地球較遠，所以這顆探測器完全靠自身的智能控制系統來調整自身的姿態，來讓探測設備時刻都躲在隔熱擋板的後面。下面途中的四個圈圈就是四個傳感器，用來感受周圍的溫度，並且及時調整整個探測器的姿態。

3，冷卻系統。

這顆探測器上安裝了一套水冷系統，水流經過探測器的前端吸熱，然後流動到飛船後方的散熱器中釋放熱量，從而達到冷卻探測器的目的。

4，熱量不代表溫度。

簡單來說，太陽到探測器之間實際上是真空狀態，所以即便太陽的溫度非常高，可以達到好幾百萬華氏度，但是這些熱量只要沒辦法傳遞到探測器上，那麼探測器的溫度依然不會特別高。

而熱量想要從太陽傳遞到探測器上，一方面是靠熱輻射，另一方面是太陽風，太陽分中主要是一些等離子體【如下圖所示】，這些等離子體密度不是非常高，不會無限量地把熱量傳遞到探測器上，所以通過熱輻射和太陽風傳遞到探測器上的熱量是有限的，只要能夠有效地隔絕這些熱量，那麼探測器本身的溫度就不會特別高。

以上就是帕克太陽探測器能夠在太陽附近工作的原因。英文水平足夠的朋友可以去Youtube上找一下這個視頻，這個視頻的名字叫做《Why Won't it Melt? How NASA's Solar Probe will Survive the Sun》，會比我講的完整一些。

SilentTurbine

科學家們發現，只需 4.5 英寸厚的防護盾，即可讓帕克太陽探測器承受住太陽表面的百萬華氏度（℉）高溫。

如果一切順利，該探測器將於今夏升空，然後開啟長達 7 年的逐日旅途。

為了實現最佳觀測，NASA 希望該探測器可以實現 24 次軌道機動。它被設計成在太陽的日冕中運行，

為了讓它能夠在任務中倖存，科學家們在該項目上運用了大量高科技材料和物理知識。NASA 解釋到 —— 物理方面的事情，最終還是歸結於熱量和溫度。

儘管高溫材料可以承受環繞太陽的百萬華氏度高溫，但由於它們的移動速度極快、且數量相對稀少，其實際接收和傳遞的熱量其實很少。

以帕克太陽探測器通過日冕為例，雖然它的溫度極高、但密度其實很低。

這意味著，當帕克太陽探測器在一個溫度高達幾百萬華氏度的空間中穿行時，隔熱罩向陽面只會被加熱到 2500 華氏度（約 1400 攝氏度）。

此時安裝在探測器前部，由約翰霍普金斯大學應用物理實驗室的專家們設計的直徑 8 英寸的熱保護系統（TPS 防護罩），就可以提供良好的保障。

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帕克探測器探索日冕，並不是一頭扎進去，而是在一條近地點距離太陽620多萬公里的軌道上快速移動，實際承受的溫度可達到1400℃。

帕克探測器表面覆蓋著一層厚達10幾公分的灰黑色材料，基本包裹著探測器整個外表。這種材料是碳-碳符合材料，中間充滿空氣，97%以上的成分是空氣，空氣是極好的隔熱材料，日常生活中的泡沫、羽絨服、商場空氣幕就是利用空氣隔絕溫度的作用，不過那利用的是反面，即防止溫度的散失。而帕克探測器複合材料中的空氣卻可以承受住1400℃的高溫，並依靠空氣將高溫隔絕在探測器之外。

探測器內部還設計有冷卻陣，內部充的是水，太陽能帆板上設計有散熱管道，保證太陽能電池的溫度和正常工作，內部還有冷卻器，使液體循環流動為探測器降溫。日冕的溫度有點反常，可以高達100萬℃，科學家們也還沒完全揭示出這種現象的原因。

但是也知道，日冕的高溫是依靠高能粒子等對物體的作用，日冕粒子稀疏，實際能量傳遞會很慢。加上帕克探測器移動速度快，可達到69萬公里每小時，還能夠承受的日冕中粒子轉移過來的能量。

帕克探測器近幾日已經待發射，今天因為某些原因，發射終止，並在未來一段時間內會擇期發射。這將是人類探測器距離太陽最近的一次，將獲得更多關於日冕的知識。

關鍵字: 溫度 帕克 科學