08.14 美國PSP探測器即將“著陸”太陽!揭太陽奧祕,成就堪比人類登月

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太陽對人類太過於司空見慣,我們每天都能夠沐浴在太陽光的溫暖之中。然而在科學家眼中,太陽是一個極其陌生的天體。為了真正認識太陽,NASA斥資14億美元,於昨日成功發射了一顆太陽探測器——帕克太陽探測器 (Parker Solar Probe,PSP)。PSP將以史無前例的超近距離飛抵太陽大氣層,這將是誕生300萬年的人類與太陽最親密的一次接觸!對此,外媒評價稱這將是一次不亞於人類登月的重磅太空奇蹟…

美國PSP探測器即將“著陸”太陽!揭太陽奧秘,成就堪比人類登月

觸摸太陽的過程是迄今最為複雜的航天任務之一,PSP需要攻克的第一重難關便是地球引力。為了順利將PSP送上距地1.5億公里的太陽,NASA選擇了Delta 4重型火箭(Delta 4 Heavy)來搭載PSP,該火箭是地球上僅次於SpaceX獵鷹重型的第二大運載火箭。

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地球以每小時107000公里(66500英里)的速度繞太陽旋轉,這意味著任何從地球上發射的物體都具有如此高的初速度。然而,為了讓PSP順利“著陸”太陽,PSP必須在飛行途中把速度降低85000公里/小時(53000英里)。

Delta 4 重型火箭中包含三級推進器,當一級燃料耗盡後下一級火箭隨即開啟,這將幫助PSP逐步進入太陽表面附近。不過,單靠這三級推進器的推力還是遠遠不夠的,此時,火箭會在未來6年裡反覆飛掠金星7次,藉助金星的引力從而改變軌道並獲取更多加速度,最終“觸碰”太陽。這樣一來不僅節省了燃料,更增加了科學儀器的負載能力。

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據NASA項目研究人員分析,PSP在環日飛行首圈(2018年11月)距離太陽約2500萬公里(1540萬英里),而到了第21次繞日飛行時(2024年12月)將進入太陽表面640萬公里的地方,相對太陽以每小時692000公里(430000英里)的速度高速飛行,相當於1分鐘從北京飛到紐約。此時,PSP將成為宇宙中運行最快的人造天體,

在長達7年的“觸碰”太陽過程中,PSP必須承受比地球強大3000倍的太陽輻射,同時經歷太陽日冕層外圍1371℃(2500℉)的炙熱灼燒,這樣的溫度已足以使鋼鐵液化。為了克服這一最大障礙,NASA給PSP穿上了一層厚達11.5釐米的“衣服”,這種特殊的碳複合材料外套加上水冷卻系統可以保證機體設備處在29℃的工作環境中而不損壞。

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遺憾的是,PSP最終並不會返回地球,而是隨著燃料枯竭最終隕落在太陽表面。不過,PSP外面的隔熱罩並不會隨之化為灰燼,而是繼續圍繞太陽飛行數百萬年。此外,PSP還必須應對可能擾亂通訊電子設備的高能帶電粒子風暴。

此次PSP最重要的使命是揭開困擾人類數十年的太陽疑問:為什麼會有太陽風?以及日冕層為何能夠超過太陽內部溫度,被加熱到數百萬攝氏度?這兩個問題都是探索毀滅性太陽風暴的關鍵因素。而太陽風暴可以擊垮電網、損壞衛星運行,破壞電子設備,造成數萬億美元的損失,與我們每個人息息相關。

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美國霍普金斯大學應用物理實驗室的太陽物理學家尼古拉·福克斯曾在2017年美國國家航空航天局的一次簡報會上表示,“這(以上兩個疑問)違反了自然法則,就像水往高處流一樣不可思議。直到你真的觸摸到太陽,才能回答這些問題。”

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這一次跟著帕克探測器一起“觸碰”太陽的,還有1137202個普通民眾的名字。可以預見,帕克太陽探測器將是人類航空史上又一大里程碑式的事件,對人類發現、探索太空有著重要的啟蒙意義。相信帕克探測器將帶著110多萬個地球人名字開啟一段新的篇章!


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