帕克逐日与太阳亲密接触

2018-12-14

学与玩 2018年11期

北京时间2018年8月12日下午3时31分，美国国家航空航天局(NASA)“帕克太阳探测器”随德尔塔IV重型火箭顺利发射升空，开启了一场新的“夸父逐日”之旅。根据计划，帕克将穿越日冕层，成为有史以来最靠近太阳的航天器，距离太阳最近只有600万千米，而太阳半径约70万千米，这一距离相当于8.5个太阳半径，几乎可以用“触摸太阳”来形容。

帕克的“三门功课”

太阳是太阳系唯一的恒星，被认为是地球生命的起源，有很多秘密等待我们破解。帕克就是带着这三大主要的科学问题飞往太阳的:

●日冕层为什么那么热?

太阳表面只有约5500摄氏度，而外大气层日冕则可达200万摄氏度。人们通常认为离热源越远，温度越低，但太阳日冕并不如此，就像离开篝火越远，怎么反而越热了呢？

●太阳风如何加速？

太阳大气层不断向外发射带电粒子，沿途影响一切触碰到的物质，这就是太阳风。地球上美丽的极光和彗星的“长尾巴”都是太阳风的功劳。除了创造美景，太阳风也会干扰无线通信信号，对人类活动，尤其是航天安全有很大影响。

长久以来，科学家发现太阳表面并没有强风的存在，而太阳风最终却会加速到超音速，达到百万千米/小时的速度。此行，帕克将会实现对太阳风粒子的直接测量，帮助科学家揭开太阳风加速之谜。

太阳风

●太阳高能粒子怎么产生？

太阳不仅发出太阳风，还爆发大量高能粒子，这些粒子对卫星和宇航员都造成威胁。所以只有更多了解它们，我们才能保护自己走向深空。事实上，此前已有多个探测器飞向太阳进行科学研究，但只有今天的技术水平才能保证近距离接触太阳，从源头上解决问题。

“不怕热”的帕克

帕克此行将穿过温度高达200万摄氏度的日冕层，堪称“赴汤蹈火”，它不怕热吗？让我们先进行个小科普：温度并不等于热量。与我们的直觉相反，高温并不总是转化为对物体的实际加热，所以实际上帕克不会承受那么多的热量。

即便如此，帕克仍要承受约1400摄氏度的高温，为此科学家给它装上了防热“护盾”—— 热保护系统，也可以称之为隔热罩。这块隔热罩确实是“黑科技”，由两块碳纤维合成板中夹着一块约11.5厘米厚的轻型碳泡沫芯组成，就像一块碳组成的三明治。为了反射尽可能多的热量，隔热罩的外表面还涂有特制的白色陶瓷涂层。在整个热保护系统的“护卫”下，各种探测仪器将会在约30摄氏度的温度下运作，可谓十分“凉爽”。

日冕层

在隔热罩的阴影边缘，还装有多个传感器，要是它们检测到了阳光，就说明帕克位置不正确，科学仪器就有高温暴露的风险。尽管帕克与地球时刻保持通信，但距离如此之远，信号要8分钟才能抵达地球，如果地面的科学家发现其位置出了问题，再做纠正恐怕为时已晚。因此，科学家还给帕克开发了一套自我保护系统，一旦接收到警报，帕克会自动调整位置，以确保仪器的安全。