触摸星星并不容易,接近太阳更是难上加难。太阳是巨大而灼热的等离子球体,会产生混乱的磁场,并且可以在瞬间发生致命的粒子爆炸。 但这正是NASA正在做的事情
美国东部时间12日3时31分,“德尔塔4”重型运载火箭从美国佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地升空,将太阳探测器“帕克”成功送入太空。
在未来七年内,“帕克”的目标是进入太阳400万英里以内。虽然这距离听起来不算近,但已足以研究这颗恒星的神秘大气、太阳风和其它属性。
“帕克”收集的信息有助于太空天气预报员更好地预测太阳风暴的爆发,这样的爆发可能干扰电网,损坏卫星,破坏电子设备,并可能造成数万亿美元的损失。
然而“帕克”想要在这场“逐日之旅”中生存下去,必须面临残酷的环境和巨大的挑战,让我们一起来看看吧。
接近一个星体有多难 帕克必须清除的第一个障碍就是地球本身 。
为了进行这次旅行,“帕克”需搭乘Delta 4 Heavy火箭。该火箭是地球上最强大的运载火箭之一。
NASA之所以选择了这枚火箭,是因为到达9300万英里以外的太阳实在是太艰难了。
地球以67,000英里/小时的速度绕太阳运行,从地球上发射的任何东西也都是如此。美国宇航局在一段关于该任务的视频中表示,为了落到太阳下,“帕克”不得不使其每小时的运行速度减慢53,000英里。
Delta 4 Heavy中有三个不同的火箭阶段(一个火箭在另一个燃料耗尽之后开始发挥作用),这有助于“帕克”有足够的推力到达目标,但要反复靠近太阳飞行探测也是不够的。
相反,火箭将把“帕克”发射到金星的轨道上。金星有强大的引力场,这将有助于逐渐消化“帕克”受到地球影响而出现的“侧向运动”,使其更接近太阳。 这种“轨道舞”的结果是:每次通过金星后,“帕克”都会更快地向太阳下落。在2018年11月进入第一个太阳轨道上时,“帕克”距离太阳大约为1540万英里。而在2024年12月,“帕克”将潜入距太阳400万英里的范围内,以相对于太阳430,000英里/小时的速度运行。
这样的速度将使“帕克”成为太空中速度最快的人造物体。其速度接近每秒120英里,意味着可以在不到一分钟的时间内从纽约飞到东京。同时,这一速度是美国宇航局的朱诺号飞船的3.3倍,它以130,000英里/小时的速度飞越过木星。
怎样安全返回 在“帕克”的旅程中,它必须承受比地球强大3000倍的太阳光。在太空船的外面,在太阳的日冕或大气的外缘,温度可能达到2500华氏度,这样的热量足以熔化钢铁。
“帕克”还必须应对可能弄乱电子设备的带电高能粒子的“太阳风”。
保护“帕克”和用于测量太阳磁场以及太阳风的传感器的关键是一种被称为热保护系统的特殊隔热罩。
这种隔热罩由夹在两片碳复合材料之间的4.5英寸碳泡沫制成,8英尺宽的护罩将吸收、并偏转太阳能,否则太阳的能量可能会炸毁“帕克”。此外,水冷却系统还有助于防止航天器的太阳能电池板灼烧,并使航天器保持在85华氏度的舒适温度范围内。
“帕克”的使命是揭开两个60年前的谜团的神秘面纱:第一,为什么太阳会有太阳风?第二,日冕——太阳外部的大气层,是如何加热到数百万度的?这两个因素都是让我们了解具有潜在破坏性太阳风暴的成因的关键所在。
约翰斯霍普金斯大学应用物理实验室的太阳物理学家Nicola Fox在2017年美国国家航空航天局的一次简报会上说:“这违反了自然法则。就像水往上流一样。”
“直到你真的去那里触摸太阳,你才能回答这些问题,”Fox说,他是参与此次新任务的科学家之一。
“帕克”的任务将在多年后结束,在用完推进剂之后,它的隔热罩仍然需要朝向太阳。到那时,太阳的炙热将燃烧“90%的太空船,但却不会燃烧隔热罩。然后,隔热罩将围绕太阳运行数百万年,”科普作家Shannon Stirone在推特上说。
蝌蚪五线谱编译自businessinsider,译者 晴空飞燕,转载须授权