在路上160363179
太陽內部溫度達到幾千萬度,它的表面溫度大約6000度左右,而太陽大氣的最外層,也就是日冕層溫度最高可達百萬度。地球上人類製造的最耐熱的材料也只能抵抗4000度的溫度而不融化,對於太陽的溫度,沒有任何物質能夠靠近太陽而不融化。
但人類為了探索太陽,可以不斷的嘗試接近太陽,例如NASA發射升空的帕克太陽探測器,將靠近太陽,進入日冕層,在約離太陽約600萬公里的區域對太陽進行觀測。那麼帕克號是怎麼承受日冕層的高溫呢。
從上圖的結構可以看出,NASA為帕克探測器打造一個12釐米厚,直徑2.4米的隔熱罩,通過計算機控制隔熱罩的方位,來遮蔽探測器的其他功能部件。
這個隔熱罩從下圖可以看出,最外層噴塗的白色陶瓷塗料,用來反射輻射,中間是複合的碳-碳耐高溫材料組成,實際上這個隔熱罩可以抵抗3000度的高溫,加上採太陽能驅動的水冷系統,使得探測器內部核心區的溫度不會超過30度。
做好隔熱工作,帕克號探測器就能接近太陽到9倍太陽半徑的距離,預計在11月份抵達預定區域,祝福帕克探測器能順利完成對太陽的考察。
量子實驗室
很高興回答你的問題。
想要抗住太陽的高溫,只需要瞭解太陽表面的溫度,以及我們已知的那些高熔點的物質,能不能去抗衡就好了。
鉿合金,鉿合金的熔點達到了4215℃!這是我們人類能合成出來的熔點最高的物質!那麼太陽呢?
且不說太陽內部,太陽光是表面的溫度,就有5500-5800度,這和4215度之間還有著本質的差距。
從這個角度看,別說是在地球上尋找了,就算是把地球推近,地球都會融化的。
這大約就是無一合之將的意思了吧。
實際上,在宇宙裡,中子星、暗物質、黑洞等,都是可以接近太陽的。尤其是黑洞,只要足夠規模,可以迅速把整個太陽系吸進去且無法逃逸。
這就是,實力的差距。
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畢竟,我辣麼萌~
不哈韓的小韓
很遺憾,沒有。不過要製造一個“裝太陽的容器”未必需要耐熱的材料,隔絕太陽的熱量也未必需要用絕熱材料,咱們慢慢看。
太陽表明的溫度在5500℃左右,太陽核心則能達到1500萬℃。而地球上天然存在的熔點最高的物質是鎢,熔點是3410℃,人工合成的最耐高溫材料的熔點也不超過4200℃。目前我們沒有任何材料可以承受太陽的高熱。既然有形之物做不到,我們可以考慮一些“無形之物”。
先問一個問題,為什麼太陽是球形的?太陽中心在發生氫聚變,相當於持續不斷的大量氫彈爆炸,強大的輻射壓把物質不斷噴射出去,那麼是什麼力量約束太陽保持球形不炸開呢?是引力,太陽自身巨大的質量形成引力場,把表面的物質拽向核心,同時輻射壓把核心物質向外噴發,形成平衡,保持了球形。換句話說,
引力場就是裝太陽的“容器”。科學家想在地球上造一個人工太陽“可控核聚變”來解決能源問題,既然目前沒有一種物質能夠裝太陽,所以科學家也是希望利用場來約束太陽。不過人造小太陽質量很小,不足以形成足夠大的引力場,科學家用的是磁場。高中物理知識,帶電粒子在磁場中會發生偏轉。聚變的原材料氫核和產物氦核都是帶正電的,如果我們有一個精心設計的強磁場,讓核反應只在能在場內進行,帶電粒子都飛不出了,我們就有了一個裝“小太陽”的“容器”了。
再來說隔熱的事,大家聽過“紙鍋燒水”吧?沸騰的水帶走多餘的熱量使得紙鍋溫度達不到著火點。目前的核電站也是類似原理,用大量水來冷卻反應堆,裡面在核裂變,外面卻感受不到澎湃的熱量。未來的人工太陽核聚變發電站也是利用同樣原理。用冷卻液帶走熱量對設施外隔熱,同時用冷卻劑吸收的熱量來發電。
可控核聚變的原理我說的比較通俗,實際上還有很多複雜的細節。不過近年發展很快,不久的未來我們將會在地球表面製造我們自己的太陽。
王企鵝
太陽是太陽系中表面最熱的天體,高達5600℃,它集合了太陽系絕大多數的物質,佔太陽系可見物質總量的99.86%,這些物質在太陽上既不是固態也不是液態還不是氣態,而是等離子態,也就是說太陽本身就是一個巨大的等離子球。
地球上沒有任何東西能夠抵擋太陽的溫度,如果我們的地球靠近太陽,會很快被融化並汽化掉,最終成為等離子態,變成太陽這個巨大等離子體的一部分。
不但是地球上的物質無法承受太陽的高溫,科學家們製造出的所有物質和物體也無法在太陽表面的高溫之下不融化,電燈泡裡面的鎢絲可以承受3415℃的高溫,人造熔點最高的鉭鉿合金需要達到4200多℃的高溫才會融化,然而太陽表面的溫度高達5600℃,仍然能將它們融化甚至汽化掉。
那麼人類真的就無法到達太陽表面了嗎?其實這個可能性也不能完全否定,比如現在人類正在研製的可控核聚變技術,在核聚變的瞬間會產生高達幾千萬甚至上億攝氏度的溫度,地球上當然也沒有能承受如此高溫的物體,但是科學家們卻能利用人造磁場將能量控制在一定的空間範圍中,那麼如果人類將來利用這種技術有沒有可能觸摸太陽呢?
當然人類不可能製造一個巨型磁場將整個太陽控制起來,不過我們或可在探測器或者飛船的前端安裝一個這樣的單向輸出的磁場,讓其對太陽能量進行分流,使得太陽輻射過來的能量分向兩邊,這樣探測器和飛船受到的熱輻射就少多了,如果磁場裝置不能長時間經受太陽高溫,也可以不斷對發射磁場的裝置進行更換,更換之後立即降溫,之後再進行置換,這樣循環下去,我們或能做到靠近太陽表面。
前段時間,美國人發射的帕克太陽探測器會從距離太陽610萬公里處掠過,那裡的溫度高達幾十萬攝氏度,理論上比太陽表面的溫度還高,但是由於粒子的密度比較稀薄,那裡的實際溫度大約在900到1300℃之間,帕克太陽探測器採用了碳複合材料隔熱技術,用厚達12釐米的碳護板阻擋太陽的光熱輻射,可以抵禦1400℃的高溫,所以帕克探測器即便如此近距離地接觸太陽也將安然無恙。
不過帕克太陽探測器使用的仍然是一種十分原始的隔熱技術,但是這種簡單的隔熱技術還是被人類用來探測太陽,相信將來人類一定會有更高的技術手段來隔絕熱量的輻射,做到觸摸太陽不會永遠是天方夜譚。
科普大世界
上海科技報科普問答主持人:主任記者 吳苡婷
太陽的表面溫度高達6000度,核心溫度高達1500萬度,核聚變的威力是超級強大的。但是很遺憾,能夠承受6000度高溫的物質在地球上目前還不存在。在我們的金屬中,熔點最高的是鎢,它的熔點高達3380度,沸點在5927度。熔點最高的合金是鉿合金(Ta4HfC5),熔點在4215度。這種合金在軍事和宇宙探索中有很大的利用價值。但是無論是鎢金屬,還是鉿合金,它們的熔點都離6000度高溫有很大差距。當然也有可能未來科學家還會研發出更高熔點的合金物質,不斷接近太陽表面溫度,但是這並不是一件容易事情。
所以在恆星的世界中,行星上的一切都是虛幻的,一旦恆星吞噬,一切都是會化為氣體。
今天,我們震撼於太陽核聚變釋放的能量,也希望利用這種能源為地球人使用,所以很多國家在進行核聚變“人造太陽”的研究項目,中國在這方面處於世界領先水平,我們建設了世界上首個全超導託卡馬克裝置 EAST,可以利用磁場,將氘、氚的等離子體在100秒內加熱到5000萬度,因為利用磁場效應,這些等離子體是懸浮狀態,不和材料接觸,所以可以保持一段時間。
科壇春秋精選
實際上,NASA在今年八月份就要發射一艘人類有史以來最靠近太陽的探測器,它的名字叫做帕克(Parker Solar Probe)。它將飛到距離太陽僅有600萬公里的地方去觀測太陽風,這已經比水星軌道還要近上10倍。
注意,太陽的直徑是130萬公里,所以你可以想象這是會有多近。帕克將遇到的主要技術壁壘,除了需要頻繁變軌,借用複雜的行星引力彈弓效應,將自己送到距離太陽這麼近的地方之外,最大的挑戰,就是怎樣抵禦那個地方如地獄般的溫度。
帕克所到的位置,溫度會接近1500度,所以NASA的工程師使用了碳複合材料的防護罩保護它所攜帶的儀器。看到下圖這個大厚板了嗎,帕克就全靠它了。
我們知道太陽僅僅表面溫度就大概6000度,這已經超過任何地球上已知元素或複合材料的熔點。不過這並不代表人類今後就不能發射飛行器更加靠近太陽,因為隨著科技的發展,我們不會傻到只靠材料的天然熔點去對抗太陽的熱量。
比如目前的可控核聚變技術,就是使用磁場去控制高達幾千萬度的等離子體物質流,這已經和太陽核心的溫度是一個級別了。今後的太陽探測飛船,將可能使用類似技術,在飛船周圍製造磁場,隔絕來自太陽的高溫物質流,製造低溫小環境。
羅生物語
答案:有物體可以靠近太陽,但是沒有物體可以隔離太陽的熱量。
我們平時在地球上用肉眼看到的太陽是光球層,它的表面溫度是5500攝氏度,但是越靠近太陽大氣的外層,太陽的溫度就越高,因為氫核聚變在最外層的日冕層發生最劇烈,所以太陽最外層的溫度是最高的大約有100萬攝氏度,遠超太陽表面的5500攝氏度。目前地球上熔點最高的物質就是鉿合金熔點高達4215℃ ,很多人曾經認為這距離太陽表面的5500攝氏度就差了一點點,人類稍微再努力下就可以用探測器登陸太陽了,實際上這根本不可能發生,因為太陽大氣層溫度最高的是最外層,探測器是無法突破最外層的溫度屏障的。
但是問的是靠近太陽,這可以做到嗎?靠近這個概念就很模糊了,不過美國宇航局將會在明年夏天發射帕克太陽探測器,探測器會在距離太陽650萬公里的高度測量太陽的磁場,高能粒子和向外輻射的電磁波等數據。這個距離之下帕克太陽探測器會受到太陽輻射的1000攝氏度的高溫,探測器是完全可以承受的。探測器距離太陽的高度是650萬公里,水星距離太陽的距離是5800萬公里,所以帕克太陽探測器完全可以算的上是靠近太陽了吧!
科學薛定諤的貓
沒有!要知道就是地球靠近太陽都會被融化掉!隔離太陽的熱量更不可能了!
我們要知道,太陽是一顆恆星,其表面的反應熱量和能量就能夠達到5500攝氏度,其核心的溫度能夠達到1500萬攝氏度,這樣的熱量是任何物質都無法隔絕的,而且,太陽本身的輻射能量也極高,一般來說,沒有地球大氣層的保護,太陽輻射能夠殺死地球生所有的生命。
但說到隔絕太陽的熱量還是有可能實現的,根據網上的其他說法來看,似乎利用磁場能夠實現困住“太陽”。即用一種強大的電磁場來實現將核聚變反應產生的能量利用磁場的引力和磁力作用將能量粒子包圍起來,讓大部分的粒子不跑出去,當然,人類目前製造不出能夠包圍太陽的強大磁場,只能製造一點的小磁場包裹住假想的迷你再迷你型的太陽。
說起來,一般企圖控制太陽,都是為了控制核聚變,但是,核聚變需要兩億攝氏度的高溫,這樣的巨大壓力一般來說很難控制,雖然相比目前的核武器的核裂變方式來說,核聚變更安全,輻射更小。目
前物理學界研究的依舊是如何利用強磁場來控制核聚變。再回到核聚變的條件來看,兩億攝氏度的溫度,目前人為實現不了,目前人類製造最高溫度是5500萬攝氏度,距離兩億攝氏度還有相當大的距離,不過值得一提的是,這個溫度的獲得方式依舊是核聚變。鎂客網
如果離太陽八個半多太陽半徑可以算“靠近”的話,那麼現在的碳複合材料可以做到靠近太陽。
美國宇航局將在今年發射帕克太陽探測器,這個探測器將來會飛過離太陽近九個太陽半徑的地方(有可能還會更近),成為人類歷史上最靠近太陽的人造物體,這是個什麼概念呢?
假如太陽是一個直徑1米的“大火球”,那麼帕克探測器最近可以飛到離“大火球”4米半的地方,想想跟一個大火球待在同一間屋子裡是個什麼感覺?
↓帕克太陽探測器靠近太陽的想象圖,圖自jhuapl↓
“隔離熱量“這件事需要特殊的技術和方法,而不是單純尋找一種神奇的物質就能搞定的。
舉個例子,紙看起來很容易燃燒,基本一點就著,但是如果用紙做成鍋,在裡面盛滿水,再放到火上加熱,甚至可以把水燒開!搜一下紙鍋燒水會有很多圖和視頻。
在地球上,要想“隔離熱量“,至少需要兩點,一個是通過遮擋陽光來防曬,一個是通過冷卻空氣來降溫。
太陽附近並沒有空氣,所以主要做好防曬就可以了。
帕克探測器有一套熱保護系統,有點像碳複合材料做的“遮陽傘”,這把“遮陽傘”有11.43釐米厚。
雖然到時候“遮陽傘”表面溫度可以達到1377度,但是碳複合材料可以耐受2000度的高溫,所以可以擋住太陽強烈的輻射,有效的保護後面的探測儀器。
此外帕克探測器還有一套冷卻系統,可以給太陽能板降溫。
↓帕克太陽探測器,圖自jhuapl↓如果您有感想,請留言多指教。
感謝@路飛5191和@行者大道無疆的意見和反饋。
喬小海
沒有這樣的物質。只要足夠接近太陽表面,地球上的任何物質都會熔化掉,因為太陽表面的溫度高達5500 ℃,而目前人類製造出的最高熔點物質(五碳化四鉭鉿)在4200 ℃時就會熔融。
如果想要隔絕高溫,直接依靠高熔點的物質是不現實的。物質的熔點再高也是有極限的,幾千度基本上就是上限了。想要隔絕太陽的高溫,目前已知唯一的辦法是施加一種特殊的磁場,這是研究可控核聚變所需掌握的技術,因為核聚變反應能夠產生極高的溫度。
能夠創紀錄地靠近太陽的人造物體——帕克太陽探測器,即將於這兩天發射升空,它到時與太陽表面的最近距離只有太陽半徑的8.86倍,即620萬千米。雖然帕克太陽探測器還沒有達到太陽表面,但它所飛入的日冕其實擁有高到100萬度的高溫。不過,好在日冕的密度很低,探測器並不會被那些高能粒子加熱到極高的溫度。據估計,帕克太陽探測器的最前端將會升高到將近1400 ℃,這樣的溫度通過一系列方法是可以承受的。