想飞上天和太阳肩并肩(想飞上天和太阳肩并肩歌词)
就在今天下午,我们又再次见证了人类历史性的一幕...
北京时间8月11日15:31,人类历史上第一艘真正“飞向”太阳的探测器“帕克号”(Parker Solar Probe),成功发射升空...
成功发射后,帕克号将接持续飞行7年。如无意外,2024年,“人类之手”将伸到距离太阳616万公里的地方——太阳大气最外面的日冕层。
这是人类第一次和太阳的亲密接触,几乎就要捋到太阳公公的胡须。
要知道,地球到太阳的平均距离是14960万公里,而目前已知和太阳距离最近的行星为水星,到太阳的平均距离为5790 万公里。
水星经过太阳▲
人类曾多次飞向太空,也曾多次向太阳发射观测卫星,但从来距离太阳这么近过。
“听起来不是很接近,但如果你把地球和太阳的距离比作1米,那么帕克和太阳的距离仅为4厘米。”(参与帕克项目的科学家尼基·福克斯博士。)
但这一刻对于人类探索太空意义有多重大,也意味着这个历史壮举有多困难。帕克号探测器发射前夕,NASA就曾科普过,要飞向太阳,实在是太困难了(It's Surprisingly Hard to Go to the Sun)。
帕克不怕热吗?它不会被融化吗?
这么热,就不能晚上去吗?
作为太阳系最神秘的研究对象之一,抛开各种剧烈并带有毁灭性的太阳活动不说。超级高温是现阶段航天器难以靠近太阳的大难题,在帕克靠近太阳的行程中,真正的挑战是要防止被烧毁。
要知道,距离太阳核心最远的日冕层,是整个太阳温度最高的所在,温度最高可以达到100万°C~200万°C。
为了克服这个难以想象的温度,NASA的科学家们给帕克穿上了一层直径有2.4米,重量约73千克的超大号“隔热服”——探测器隔热罩,作为帕克的热保护系统。
这层隔热罩由两块过热碳 - 碳复合材料(一种新研究的超级耐高温材料)制成,结合11厘米厚的泡沫碳夹层(空气含量为97%)。隔热罩最外面喷涂了特制白色涂层,可以尽可能多地反射太阳能量。
有了这层隔热罩的保护,帕克在最接近太阳的地方,隔热罩的温度将达到近1377℃,而里面的探测器则保持在较为舒适的29℃。
那么问题来了,1377℃和100万℃之间仍然相差甚远,你还说帕克不会被融化?
这就不得不提到热量和温度的概念:太阳日冕层的温度虽然很高,但热量密度很低。虽然有百万的高温,但物体实际能感受到的温度却比这个数字低得多。
这个道理就像你把手放在烤箱里与把放在一盆开水中的区别,前者要比后者坚持的时间更长。(请不要轻易尝试)(NASA)
同样的道理,由于日冕层的“热量空间”大部分是空的,相对仅有较少的热量能够传递给航天器。这意味着,当帕克穿过温度为几百万摄氏度的日冕空间时,面向太阳的隔热罩表面将仅被加热到大约1400摄氏度,在帕克隔热罩的承受范围之内。(整个隔热罩测试可承受温度为1650℃)。
帕克的速度有多快?
解决了高温,探测器的速度问题仍然是个难题。
太阳占据整个太阳系的99.8%的质量,巨大的引力让地球维持着107244公里/小时的公转速度。
所有飞离地球的探测器都必须克服这个速度。根据NASA的数据,在所有飞离地球的航天器中,飞向太阳所需的能量比飞向火星多55倍。而想要飞向太阳到达日冕层,则需要将速度控制在大约85295公里/小时。
这个速度,差不多可以实现30秒穿梭北京-天津。
即便如此,帕克除了借助美国三大系列之一的Delta IV 重型火箭,还需要借助金星的引力来实现七次减速变轨,在环绕太阳24圈飞行之后,帕克逐渐接近太阳,并最终到达指定位置。
而在变轨变速完成探测任务之后,帕克将会以最高692018千米/小时的速度(有史以来飞行速度最快飞行器)冲入太阳焚毁。。。
帕克自2018年8月7日至2025年8月29日的轨迹▲
帕克探测器将为人类提供什么?
在整个太阳系中,太阳是最为神秘难以探寻的星球之一,它一方面罩着太阳系各大行星,维持着星际平衡和秩序,给地球上的生命提供源源不断的能量。另一方面,太阳却又是个脾气暴不好惹的家伙,太阳耀斑、太阳风等各种规律难循的活动和现象,都会对地球的磁场、太空环境等产生重大影响。
太阳风概念示意图▲
这次的发射计划,被NASA命名为“帕克太阳探测器将为人类提供什么”,主要目标是追踪能量和热量如何在太阳日冕中移动,并探索加速太阳风和太阳高能粒子的因素。
在飞行任务中,帕克将携带四个仪器套件,用于研究磁场、等离子体和高能粒子,并对太阳风进行成像。按照计划,帕克号将在9月底第一次飞掠金星。
帕克之旅,人类的浪漫探索
而除了枯燥(深奥)的太空探索,值得一提的还有帕克的命名。
帕克探测器得名于美国天体物理学家尤金·帕克。1958年,帕克在美国《天体物理学杂志》发表超声速太阳风理论的论文,正式发现了太阳风的存在。
“这个发现从根本上改变了我们理解太阳、太阳风层和总体星际空间的方式。” ——芝加哥大学研究创新国家实验室副主任艾瑞克·伊萨克斯
同年,美国成立了国家航空航天局,当时便把近距离探日作为目标任务之一。60年过去了,帕克计划终于得行。
过去的半个多世纪里,人类从未停止对太阳的探索,仅美国国家航空航天局此前就已发射过十多个太阳探测器,但是从未深入到日冕层内部。至今,距太阳最近的一次飞行由美国国家航空航天局在1976年发射的太阳神2号探测器完成。当时太阳神2号以每小时24万公里的时速在环日轨道上运行,距太阳表面约4300万公里,以观测太阳风以及日地间的宇宙射线。(国家航天局)
值得一提的是,今年4月27日之前,NASA同样组织了“签名上太阳”在线活动。最终,帕克发射当天,110万人的名字被收录在存储卡内带向太阳。
但最后的最后,对于帕克号来说,这次的发射虽然成功,但7年的时间太长了,却仍然面临着不小的外在危险,例如太空垃圾或者太空陨石撞击等。
只能说,我们7年后见分晓,祝帕克好运~
了解更多