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【超KAO普】人造卫星“帕克”,如何接触太阳?

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发表于 2018-8-8 15:15:09 |显示全部楼层
据报道,2018年8月11日,美国航空航天局(NASA)的帕克太阳探测器(Parker Solar Probe)将开始为期7年的旅程,它的任务是探测太阳的能量,以更好地保护人类和航空器免受其潜在的致命影响。NASA称,这将是有史以来最靠近太阳的人造卫星,其最引人注目的里程碑时刻将是“触摸太阳”。

探测太阳活动.jpg

考虑到太阳是一团极为炽热的气体,没有固体表面,那么“触摸太阳”意味着什么呢?

在发射之后,帕克探测器将穿过太阳大气层的最外层——日冕,此处的温度高达200万摄氏度。更加奇怪的是,日冕温度其实比光球(photosphere)高300倍,后者是太阳大气最内侧的部分,也是耀斑和黑子形成的地方。造成这一现象的原因依然是个谜,这也是帕克探测器希望解答的问题。随着日冕以带电粒子流的形式——太阳风——向太空抛散,这些高温气体也逐渐冷却。

太阳耀斑.gif

由于极端的高温,观测太阳的航天器难以在足够近的距离观测日冕活动的完整图景。装备有特制防护盾的帕克太阳探测器将到达距离太阳光球仅640万公里的位置,进行近距离观测。这一距离比水星和太阳的距离(约为9300万公里)近了14倍。而且,它将是有史以来最靠近太阳的人造物体,本质上将“触摸到太阳”。

能见度.jpg

帕克探测器任务研究科学家埃里克-克里斯蒂安(Eric Christian)说:“帕克将是我们第一次有机会距离太阳足够近,以观察那里正在发生的活动,包括日冕在哪里升温,太阳风在哪里加速等。”

帕克探测器的主要科学目标是了解太阳风如何加速,以及日冕极端高温的原因——这些都是很重要的科学和太空探测问题。太阳会周期性地产生耀斑,并伴随着日冕物质抛射事件,此时太阳表面会释放大量物质和电磁辐射进入太空,危险的带电粒子可能会在整个太阳系产生影响。

据NASA介绍,帕克探测器使用的是轻量型的隔热罩,厚度为11.4厘米的碳泡沫芯有97%为空气。隔热罩周围是两片过热的碳-碳复合材料。最靠近太阳的一侧喷涂了能反射太阳辐射的材料,使探测器尽可能地保持低温。

帕克探测器构造.jpg

由于帕克探测器与太阳的距离太近,以至于无法直接拍摄太阳活动,否则将造成探测器损坏。因此,在帕克探测器分析太阳活动的同时,NASA将利用其他太阳探测器拍摄太阳的状态。太阳动力学天文台(Solar Dynamics Observatory)和太阳和太阳圈探测器Solar and Heliospheric Observatory)已经在距离相对较远的位置进行对太阳的常规观测,监控太阳黑子、耀斑和其他活动的情况。在帕克探测器接近太阳的时候,它们也会继续这些工作。

帕克探测器对太阳的近距离探测将在发射4个月后开始。<