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美航天器將于2018年“出征”太陽

2017-03-22
關(guān)鍵詞: 美航天器

自古以來,人們就對普照廣袤大地的太陽充滿了好奇心,追逐太陽的英雄中外有之。據(jù)《山海經(jīng)·海外北經(jīng)》記載,相傳在黃帝王朝的時代,夸父族其中一個首領(lǐng)想把太陽摘下,放到人們的心里,于是就開始逐日,最后在奔于大澤路途中被渴死;而在希臘神話中,伊卡洛斯和父親代達(dá)羅斯使用蠟和羽毛造的翼逃離克里特島時,因?yàn)轱w得太高,雙翼上的蠟遭太陽融化跌落水中喪生。

  盡管這些“先輩”們追逐太陽的故事充滿了濃烈的悲情色彩,但從未阻止人類對太陽系的探索。目前,人類已派遣航天器到月球、火星,甚至更遙遠(yuǎn)的星際空間,那么,我們能派遣航天器出征熾熱的太陽,揭開籠罩在其頭上的“神秘面紗”嗎?

  答案是肯定的,而且,這一切很快就會發(fā)生。

“太陽探測器+”將啟航

  據(jù)美國趣味科學(xué)網(wǎng)近日報道,美國國家航空航天局(NASA)計劃于2018年啟動“太陽探測器+(Solar Probe Plus)”任務(wù),探測器將以前所未有的近距離接近太陽——地球距離太陽約1.49億公里,而“太陽探測器+”將到達(dá)距太陽600萬公里的區(qū)域,研究太陽風(fēng)和太陽表面釋放的能量粒子。

  目前,NASA正在采取所有可能的預(yù)防措施,確保航天器不會像伊卡洛斯的翅膀一樣,被太陽的高溫融化。

  NASA戈達(dá)德太空飛行中心的研究科學(xué)家艾瑞克·克里斯蒂安說:“這將是我們的第一個探日任務(wù),我們不能到達(dá)太陽的正表面,但探測器離太陽的距離足以回答三大重要問題?!?/p>

試圖回答三大問題

  首先,這一探測任務(wù)希望弄清楚為什么太陽表面(光球?qū)樱┑臏囟缺绕浯髿鈱樱ㄈ彰幔┑臏囟鹊秃芏唷H彰崾翘柎髿獾淖钔鈱?,其?nèi)部分別為光球?qū)雍蜕驅(qū)?。NASA的數(shù)據(jù)顯示,光球?qū)拥臏囟葍H為5500攝氏度,日冕層的溫度高達(dá)200萬攝氏度??死锼沟侔舱f:“一般而言,我們認(rèn)為距離熱源越遠(yuǎn),溫度越低,但為何太陽外部大氣層比內(nèi)部表面溫度高得多?這一直是個巨大的未解之謎。”

  其次,科學(xué)家們想要厘清太陽風(fēng)(太陽向外發(fā)出的物質(zhì)流)如何獲得速度。很早以前,人們發(fā)現(xiàn)彗星的尾巴總是背對太陽,就猜測這大概是從太陽“吹”出來的“風(fēng)”導(dǎo)致的,就像煙被風(fēng)吹動一樣。1959年,人造衛(wèi)星直接探測到了“太陽風(fēng)”。

  克里斯蒂安說:“太陽會在各個方向吹動帶電粒子流,速度為150萬公里/小時,但我們并不知道太陽風(fēng)是如何被加速的。”

  再次,這一探測任務(wù)將厘清為什么太陽有時候會釋放出高能粒子,這些所謂的太陽高能粒子對于無保護(hù)的宇航員和航天器來說是一個威脅。

  研究人員一直試圖從地球上來解答這三個主要問題,但麻煩在于“我們距離太陽1.49億公里,這使人們很難弄清楚太陽上發(fā)生了什么事情?!?/p>

熱和輻射是巨大挑戰(zhàn)

  但飛行到距離太陽600萬公里之內(nèi)的區(qū)域也面臨諸多挑戰(zhàn)。毫無疑問,最大的挑戰(zhàn)是熱。為了應(yīng)對極端高溫,科學(xué)家們設(shè)計出了一個11.4厘米厚的碳復(fù)合材料隔熱板,NASA的合作伙伴約翰·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家表示,這種隔熱板可以對抗航天器外部1370攝氏度的高溫。

  此外,這一探測器也擁有特殊的熱管——熱輻射器,會將滲透進(jìn)隔熱板的熱輻射到太空??死锼沟侔舱f:“因此,熱并不會到達(dá)這些對熱非常敏感的儀器?!彼硎?,如果這些保護(hù)工作按預(yù)期完成,探測器內(nèi)的儀器將保持在室溫。

  工程師們也會想方設(shè)法確保該探測器免受輻射的“荼毒”,輻射會破壞探測器的電路,尤其是存儲器。

  這次任務(wù)將是無人探索任務(wù),但NASA表示,如果有足夠的時間和金錢,他們或許也能研發(fā)出一款載人航天器。

  如果一切按照計劃進(jìn)行,“太陽探測器+”將是有史以來最接近太陽的人造物體,迄今,最接近太陽的航天器是于1974年12月發(fā)射的探測器“赤道1(Helios 1,距離太陽4700萬公里)”和1976年4月發(fā)射的“赤道2(Helios 2,距離太陽4400萬公里)”;而2004年8月發(fā)射的“信使(Messenger)”號水星探測器,距離太陽約5800萬公里。


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