人類要去摸摸太陽了!帕克號太陽探測器成功升空~

北京時間8月12日下午3點31分,具有歷史意義的帕克太陽探測器(Parker Solar Probe)在卡納維拉爾角空軍基地 SLC-37B 發射位由德爾塔4 重型火箭發射升空!

經過43分鐘的飛行之後,雖然期間經歷了第三級疑似失聯的驚險時刻,最終有驚無險,帕克探測器成功與火箭分離,獨自踏上了奔赴太陽的漫漫長路,也就此揭開了人類探索太陽的新徵程!


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帕克探測器逐漸接近太陽示意圖(圖片來源:NASA)


整個發射過程是這樣的:

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圖丨現場發射

點火發射後,三臺助推器正常運行,中央助推器採取節省燃料模式。發射後90 秒,火箭以音速飛行。發射2分45秒後,現在火箭重量是起飛時的一半。

點火發射10分45秒時,為節省燃料將關閉二級發動機,德爾塔火箭開始了13分鐘的滑行,隨後將重新開啟RL10B-2發動機以推動帕克太陽探測器飛離地球。

發射20多分鐘後,RL10B-2發動機已經重新啟動,按原計劃將持續14分鐘左右,這一引擎將為探測器提供足夠速度以掙脫地球引力。

發射30分鐘,探測器飛越非洲上空,聯合發射聯盟報告引擎一切正常。

39分鐘,第三階段點火,諾斯羅普格魯曼公司的Star 48BV發動機開啟固體燃料以推動帕克探測器的7年繞日飛行。

發射40多分鐘後,NASA官方確定帕克探測器的太陽能電池陣已經完全展開。

此次探測任務大約需要多久?

帕克太陽探測器預計於10月份抵達金星軌道,探測器將在11月初啟動第一圈繞日飛行,最快於今年12月收到第一批對日探測信息,而第二圈飛行需要等到明年5月,隨著繞行圈數增加,獲得的數據也就更加準確完備。

這項探測任務預計結束時間為2025年6月,7年任務中,探測器將繞日飛行24圈,這是一項偉大的、令人難以置信的大膽旅程。


為什麼叫帕克太陽探測器?

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圖丨帕克老爺子也在深夜到現場“支持”

帕克太陽探測器以現代太陽風和磁重聯理論的奠基人、美國科學院院士——尤金·紐曼·帕克(Eugene Newman Parker)的名字命名。“太陽僅僅是宇宙中的初級謎題。”現年91歲的帕克說。因為太陽是一顆我們可以近距離研究的恆星,而瞭解太陽能夠幫助我們瞭解更加遙遠的恆星。

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紐曼·帕克


創造三項人造航天器之最

距離最近

Parker將會成為距離太陽最近的人造天體,設定的最近距離約為610萬公里,不僅首次進入太陽的日冕層,而且還打破了太陽神 2 號探測器在 1976 年4月17日創下的4343.2萬公里的此前最近距離記錄。


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飛向太陽的帕克太陽探測器。(來源:NASA/Johns Hopkins APL/Steve Gribben)


溫度最高

由於距離太陽近,且又運行在日冕層,所以 Parker 將會承受奇高無比的溫度,探測器面向太陽的一面需要承受高達1377攝氏度的高溫,但又必須要保證工作儀器始終處在幾十度的室溫條件下,可想難度之高。

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速度最快

為了能夠掙脫地球引力的束縛,成為太陽系內的星體,Parker 也將創造人造物體有史以來最快速度的記錄。據估計,其將以70萬公里的時速繞太陽運行,遠超當年太陽神2號的25萬公里/時,打一個比方,這就相當於2022年冬奧會的兩個舉辦地——北京和張家口之間一秒就走完全程。


帕克探測器要破解的三大難題都是什麼?


1、為什麼太陽光球層的溫度比日冕溫度低很多?

日冕是太陽大氣的最外層,其內部分別為光球層和色球層。NASA數據顯示,光球層的溫度僅為5500攝氏度,日冕層的溫度高達200萬攝氏度。

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日冕一個活躍區的圖像。圖片來源:NASA官網

戈達德太空飛行中心的研究科學家艾瑞克·克里斯蒂安說:“一般而言,距離熱源越遠,溫度越低,但為何太陽外部大氣層比內部表面溫度高得多?這是個巨大的未解之謎。”


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圖 | 太陽結構(圖源:Wikipedia)


2、科學家們想要進一步揭示太陽風的“廬山真面目”


太陽風是太陽拋灑進太空的一大堆帶電粒子流,它會穿越整個太陽系,如天女散花般灑入每顆行星、月球、小行星內。當太陽風猛烈襲擊地球時,就會產生美麗的極光,但同時也會干擾衛星通信和導航系統。


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圖丨太陽風概念示意圖


帕克將在太陽風內穿梭,釐清生成太陽風的神秘過程以及太陽風如何獲得高達數百萬英里/小時的速度。


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圖 | 太陽風吹向地球(圖源:Wikipedia)

3、探測器將研究被稱為太空天氣的現象


從地球上看,太陽像一個寧靜的發光球,但實際上它是一個陰晴不定、反覆無常的孩子。在憤怒時,太陽會將輻射爆發和等離子體射入太空,最極端的是“日冕物質拋射(CME)”,它會損壞電網和通信衛星等重要系統,也會給宇航員帶來危險。


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整流罩內的探測器。(來源:NASA/Johns Hopkins APL/Ed Whitman)


這次發射,人們為什麼如此興奮?

太陽科學家們的興奮溢於言表,天體物理學史上的一個分水嶺時刻就在眼前,帕克太陽探測器讓他們真正有機會,揭開 150 年來困擾他們的日冕加熱問題的神秘面紗。

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帕克太陽探測器發射現場圖(來源:NASA)

然而這只是一個開端,科學家將更深入地瞭解整個宇宙空間事件的動力學。太陽打開了一扇窗,讓人們瞭解遠處的其他恆星,特別是那些也類似太陽的恆星。對等離子體基本物理學的更深理解,也能引申到宇宙中的其他地方,如星系團或黑洞周圍。

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帕克太陽探測器將穿過太陽日冕,追蹤能量和熱量如何穿越大氣層。

圖片來源:NASA / Johns Hopkins APL

甚至還會有意想不到的偉大發現。帕克太陽探測器的的太陽之旅,將人類的好奇心帶到了一個前所未有的太陽系區域,它的每次觀測都可能是一個潛在的寶藏。


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