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我們可以離太陽有多近?

2020/4/28 8:40:28來源:新浪科技作者:任天責編:遠洋評論:

北京時間4月28日消息,644萬公里是一段相當長的距離,相當于繞著地球最寬的地方——赤道——連續行駛160圈。這差不多也是美國國家航空航天局(NASA)的帕克太陽探測器(Parker Solar Probe,簡稱PSP)最接近太陽的距離。2018年8月,帕克太陽探測器在美國佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地發射,其任務是探測和觀察太陽的外日冕,并收集有關太陽的數據,為我們解答有關太陽的基本問題提供線索。

▲美國國家航空航天局的帕克太陽探測器將為我們提供太陽活動的新數據,并幫助預測影響地球的重要太空天氣事件

帕克太陽探測器也將創造歷史。它將在2025年最接近太陽,屆時其軌道與太陽的距離將僅有616萬公里。如此近距離的接觸是前所未有的。1976年,NASA的太陽神2號探測器來到了距離太陽表面4345萬公里的范圍內,比其他任何航天器都要接近這個天體。

帕克太陽探測器的新紀錄將只有太陽神2號與太陽距離的七分之一。地球和太陽相距1.5億公里,打個比方,如果這兩個天體位于足球場的兩端,那么帕克太陽探測器任務就相當于從地球這邊一路飛到太陽那邊的球門線上。

帕克太陽探測器以芝加哥大學名譽教授、物理學家尤金·帕克的名字命名,以表彰他對太陽物理學的貢獻;這也是NASA首次以在世人物作為太空任務的正式名稱。時至今日,太陽探測技術已經走過了漫長的道路,也取得了長足進步,但科學家和工程師們仍然需要牢記一些限制條件,而且在短期內,我們還不會見到將宇航員送上前往太陽的旅程。

高溫和日冕的奧秘

很顯然,極端高溫是靠近太陽最大的考驗。太陽表面的溫度可達5726攝氏度,簡直令人窒息。但奇怪的是,太陽周圍的區域溫度更高。

你見過日蝕時從月球后面冒出來的光暈嗎?那就是日冕。這是環繞太陽周圍的熾熱等離子體光環,代表了太陽大氣的最上層。日冕從離太陽表面約2100公里處開始,一直延伸到太空深處。

日冕的有些部分非常熱,其溫度可能是太陽表面溫度的300倍。沒有人知道這是為什么,美國國家航空航天局的研究人員希望帕克太陽探測器能找到一些線索。

NASA宇航員穿著的宇航服可以保護他們免受高達121攝氏度的高溫。在來到距離太陽480萬公里之前,太空旅行者不會遇到如此極端的高溫。超過這個溫度,宇航服的內部就會變成一口熱氣騰騰的大鍋,此時如果繼續待在宇航服里,你會脫水、昏倒甚至死亡。但這些都是理論上的。早在屈服于高溫之前,勇敢的太空旅行者很可能早已被太陽輻射殺死。

致命的輻射

太陽會釋放出大量的輻射,其中一些是我們可以感知到的可見光形式。當你靠近太陽時,一些危險的輻射會增強。深空的高放射性水平可能會導致心血管問題。2016年的一項研究發現,飛出近地軌道的宇航員比留在近地軌道的宇航員更有可能死于心臟病或中風。

如果你只是穿著NASA的普通宇航服漂浮在太空中,那么在你到達地球和太陽之間的中點之前,太陽輻射就會奪走你的生命。很顯然,你最好待在宇宙飛船里。NASA的研究科學家埃里克·克里斯蒂安(Eric Christian)表示,也許有一天我們可以設計出一艘飛船,將人類宇航員安全送到距離太陽640萬公里的地方。但在我們考慮這樣一個高風險的任務之前,最好先看看帕克太陽探測器取得了哪些進展。

(太陽)風中的灰塵

為了保護大部分數據收集設備,帕克太陽探測器安裝了一個定制的隔熱罩,由兩塊碳復合板、一層反光漆和一塊輕質泡沫核心組成。這個保護罩看起來更像一個蝸牛殼:它不是包裹整個探測器,而是位于一側。帕克太陽探測器受到的熱輻射強度是地球軌道衛星的475倍,當這個“熱保護系統”朝向太陽時,將保護其背后的儀器免受熱輻射的影響,讓探測器承受大約1370攝氏度的高溫。

要使帕克探測器圓滿完成工作,熱保護系統就需要不斷地朝向太陽。推進器可以隨時將保護罩調整到正確的位置。當然,推進器也需要燃料,帕克探測器也會有耗盡燃料的一天。按照設計目標,帕克太陽探測器將繞太陽至少24圈。在2025年任務結束后,推進器將沒有足夠的燃料繼續工作,探測器不受保護的部分將會轉向太陽并瓦解,轉化成大量的太空塵埃。

跨越水星軌道

帕克太陽探測器的歷史可以追溯到NASA的初期。1958年10月24日,在該機構成立不到三個月的時候,其中一個委員會提出了一項雄心勃勃的建議:發射一個越過水星的人造探測器,近距離觀察太陽。

水星離太陽的距離通常在4600萬到7000萬公里之間。帕克太陽探測器將會越過水星軌道,向太陽靠近。在太空中,它將收集太陽風的信息。尤金·帕克在20世紀50年代首次提出了太陽風的理論,至今這仍然是一種不甚為人所知的現象,但科學家已經知道,太陽風有時會摧毀衛星,并使地球上的GPS信號和無線電通訊陷入混亂。如果帕克太陽探測器能幫助我們找到預測太陽風的方法,那最終或許可以為世界節省數萬億美元。

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關鍵詞:太陽

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