出品:中国科普博览
科技日报微博10月30日消息,据美国国家航空航天局(NASA)官网29日消息,美国东部夏令时2018年10月29日凌晨1点04分,NASA的"帕克太阳探测器"成为迄今与太阳进行最亲密接触的人造物体,打破了目前航天器距离太阳表面最近的2655万英里的记录。
向前跑,迎着冷眼和嘲笑;向前跑,带着赤子的骄傲!(图片来源:NASA)
此前的记录由德国和美国携手研制的"太阳神2"(Helios 2)号探测器于1976年4月设立。随着帕克太阳探测任务的持续进行,这款航天器将不断打破自己创下的记录,最终,帕克探测器距离太阳的最近距离仅为383万英里,预计在2024年实现。
帕克太阳探测器在2018年8月12日发射,这也是第一艘以仍健在的科学家命名的探测器。
帕克太阳风探测器命名仪式上的帕克教授(图片来源:NASA)
1958年,尤金·帕克博士提出,在太阳大气数百万度高温的驱动下,等离子体源源不断的从太阳附近逃脱,被逐渐加速到数百公里每秒的超音速,形成了太阳风。
一开始,帕克的理论遭到了空间物理学界权威查普曼的反对,论文还险些被拒绝发表。但随着太空时代的到来,苏联、美国的探测器都证实了帕克的预言。但两个难题仍然困扰着科学家们:
为什么被称作"日冕"的太阳大气的温度反而要高于太阳表面?
太阳风在日冕中是通过怎样的过程被加速到超磁声速的?
造成这一现状的原因是,目前只能通过地球附近的探测器遥望日冕,获得的物理信息有限。而以尤金·帕克教授命名的帕克太阳风探测器的发射将改变这一现状。
升空后,帕克探测器将进入一条环绕太阳的轨道,并在7年的时间里借助金星的引力,逐渐降低近日点的高度,前所未有的靠近太阳到距离太阳590万公里位置,实现对日冕的实地探测。
北京大学地球与空间科学学院何建森研究员:
近日点9.5个太阳半径的区域里,帕克太阳风探测器的时间是非常短的,就只有不到两个小时的时间。
关键的这个位置,它要去做关键的测量,然后要得到关键的数据。这个科学数据是最宝贵的。
在远日点的地方,帕克太阳风探测器是要把科学数据往回传。
在太靠近太阳的地方,因为太阳光的辐射,它对数据信号有影响,所以不利于科学数据的回传。
在日冕中爆发的太阳风暴一旦击中地球,将会给人类的航天、供电、通讯、航空、GPS定位等一系列高技术系统带来灾难性的影响。通过帕克传回的数据,科学家们有望彻底揭开日冕加热和太阳风加速的秘密。这不但增进了我们对于太阳的科学认识,还有助于更准确的预报太阳风暴对地球的影响。
帕克探测器在太阳附近工作时,承受的太阳辐射约是地球附近的500倍。为了使探测器不被太阳"烤熟",工程师们利用碳复合材料设计了一个保护罩。在工作过程中,这个厚度仅有11.43厘米的保护罩朝向太阳的一面,最高温度可达1400摄氏度左右,但在它的保护下,探测器的工作环境温度仅有29摄氏度,比北京的夏天还要凉快!而日冕中的太阳风的温度虽然高达数百万度,但由于太阳风的密度极低,不会对探测器的正常工作造成影响。
北京大学地球与空间科学学院何建森研究员:
环境的复杂、恶劣,大体上分为三类,一类是它的热环境,就是因为帕克太阳风探测器在近日点只有(约)九个太阳半径,首要接收到的光照、辐射通量要比在地球接收到的光照高大概500倍,高强度辐照的环境下,它的各个载荷 它要能够保证正常工作,在前端要有强有力的热防护;另外一个环境是高能粒子的辐射环境,因为太阳的能量那么大,经常会有各种各样的耀斑,然后会辐射非常高能量的粒子,粒子会击穿到航天器的载荷里面;还有一个就是高速运动的尘埃环境,有可能会撞击航天器,然后会导致航天器部件的损毁,甚至可能整个航天器的失灵。
对于帕克太阳探针的整个使命来讲,一方面人们预期它能够帮助我们窥探目前遗留的问题;另外一方面,人们也很期待,它能够为我们打开新的一扇大门。
本文由"中国科普博览"出品,文字取材于科普中国作品《离太阳最近的一次!帕克升空倒计时》,转载请注明出处。