NASA 帕克太陽探測器發射成功,四十年後人類終向太陽又邁進一步

NASA 帕克太陽探測器發射成功,四十年後人類終向太陽又邁進一步

摘要:「太陽探測器的設計工作從 1958 年就已經開始了,但直到現在,技術的進步才讓我們最終實現了夢想。」

北京時間 8 月 12 日下午 3 點 31 分,NASA 耗資 15 億美元研發的帕克太陽探測器(Parker Solar Probe),從美國佛羅里達州的卡納維拉爾角空軍基地發射升空,飛行 43 分鐘後順利進入前往太陽的軌道,就此開始了為期 7 年的太陽外層大氣探索之旅。

原計劃於 7 月 31 日發射,由於種種原因延遲到了 8 月 11 日的下午 3 點 33 分,中間已經歷 4 次推遲。週六,帕克在最後 1 分 55 秒因為技術故障推遲發射。但好在,這個歷史性的任務最終還是開始了。

NASA 帕克太陽探測器發射成功,四十年後人類終向太陽又邁進一步

昨日,有數千人聚集在現場觀看帕克太陽探測器的發射過程。這一次,人類的期望沒有落空。

距離太陽「4 釐米」

按照計劃,帕克將進入熾熱的太陽日冕層,直接從大氣層穿過,最接近太陽的時候,只有 610 萬公里。在此之前,記錄由 1976 年 4 月 17 日太陽神 2 號探測器創下的 4343.2 萬公里保持了四十二年之久。

來自英國的項目科學家 Nicky Fox 博士稱:「帕克與太陽的距離將比之前任何探測器都近 7 倍以上。事實上,我們與太陽表面的距離將不足 643 萬公里,如果假設太陽和地球的距離是 1 米的話,這意味著帕克探測器與太陽的距離只有 4 釐米。太陽探測器的設計工作從 1958 年就已經開始了,但直到現在,技術的進步才讓我們最終實現了夢想。」

Fox 稱帕克還是「移動速度最快的人造物體」,它將以時速 69 萬公里的速度穿越太陽外日冕層。放在地球表面,這個速度相當於從華盛頓出發,不到 1 分鐘就可以抵達東京。

帕克能夠如此近距離探測太陽,歸功於它的高超熱防護功能。防護罩位於用鈦框架構造的大型散熱器的頂部,在航天器飛往太陽表面的過程中,這種結構使太空船的有效載荷始終保持在陰涼黑暗的陰影中。

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實際上,設計這艘飛船的科學家和工程師更關心的是,航天器上的科學儀器和設備在任務期間會凍結而不是融化。為了避免這種情況,這些儀器和設備的外部都用熱毯包裹,並與單獨的太陽能加熱器配對。

面對太陽的探測器表面將忍受 1370 攝氏度左右的高溫,但探測器的隔熱罩能讓機體維持在接近室溫,也就是約 29 攝氏度。「打個比方,相當於我們將手放到了烤箱裡面,但只要不接觸到任何一個表面,就不會被灼傷。」Fox 說。「日冕本身是一種非常最弱的等離子體。想想那些撞擊隔熱罩並將熱量儲存起來的粒子數量,整個探測器會被加熱到 2500 華氏度。我重申,不要觸碰『烤箱』的四周。」

被寄予的厚望

根據路線圖,帕克將在今年 10 月份抵達金星軌道,11 月初開始第一圈繞日飛行,最快 12 月份傳回第一批太陽探測信息,而第二圈繞日飛行要等到明年 5 月。它將在未來七年中繞太陽飛行 24 圈,一直持續到 2025 年 6 月,逐步獲取更豐富、更準確的太陽信息。

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NASA 期望帕克追溯影響整個太陽系的「太陽風」現象的起源,並預測這種現象的發生。太陽物理研究所科學家 Alex Young 表示:「它帶來的影響多是負面的。它擾亂我們的通信設施、干擾宇宙飛船、創造了一個危險的環境,甚至在最極端的情況下能夠影響地球的電網使用。」Young 坦言,這次要通過發射太陽探測器解決三個基本問題:太陽風的速度、太陽風暴現象的原理以及日冕層的溫度為什麼這麼高。

探測器身上配備的 5 種科學儀器可以對日冕進行測量和取樣,科研人員得到回傳的數據後,或許就能因此解釋太陽表面高熱度的原因,也能預測破壞電力網的太空風暴何時出現。

另外,帕克還將繪製出強大的太陽磁場以及帶電粒子洪流分佈圖,這些粒子在爆炸發生的時候被不斷炸到太空中,能夠幫助科研人員弄清這種粒子加速以及極端加速的原理。科學家們還希望它能通過觀察太陽的日冕層,解釋我們在日全食的時候所看到的熾熱光暈現象。

帕克也僅僅是作為 NASA「Living With a Star」項目的一部分,整個項目的開展是為了探索地日系統的方方面面以及其對生命和人類社會的影響。

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而眼前這個小計劃的名字「帕克」,由現年 91 歲的太陽天體物理學家尤金·帕克(Eugene N. Parker)賦予。60 年前他首次提出了太陽風的存在,當時並沒有被主流科學界接受。科技的進步,讓探測太陽的夢想得以實現,也讓人們記住了提出真理的人。尤金·帕克本人也來到發射現場觀看了探測器升空的全過程。

今年年初,NASA 表示將在帕克上放置了一張 TF 卡,並公開邀請民眾在上面在線填寫自己的名字。最終 1137202 個名字被儲存在這張記憶卡中。

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這些希望和榮耀,在 2025 年 6 月,或將和帕克在結束任務之後墜向太陽,成為浩瀚宇宙的一部分。

參考:

NASA 官網 Parker Solar Probe 專頁

Parker Space Probe: The Engineering Required to 'Touch the Sun'

題圖:NASA

配圖:NASA


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