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“帕克”奔日,能解开哪些谜题

2019-04-22周舟

初中生世界·八年级 2019年3期
关键词:日冕美国国家航空航天局太阳风

周舟

万物生长靠太阳,但太阳是我们“最熟悉的陌生人”,对这颗人类赖以生存的大火球,我们还有太多的问题没有弄明白。

2018年8月12日,美国“帕克”太阳探测器从佛罗里达州启程,踏上人类历史上第一次近距离“触摸”太阳的逐日之旅。那么,它如何接近太阳?有什么“防烤化”的高招?又会带来哪些新发现呢?

史上最靠近太阳的航天器

首先从“帕克”自身谈起。这个探测器重约635千克,大小如同一辆小汽车。因为接近太阳需要巨大的能量,所以“帕克”使用了当前世界上推力最大的火箭之一“德尔塔4”发射升空,所用发射能量是前往火星的55倍,比前往位于太阳系边缘的冥王星也多出一倍。

升空后,“帕克”将越飞越快,打破人造物体的飞行速度纪录——在最接近太阳时,一小时能飞70万千米。按这种速度,只要一分鐘就能从华盛顿飞到北京。不过,要接近太阳,还必须借助行星的引力踩“刹车”减速。这个行星,就是金星。“帕克”将7次近距离飞掠金星,利用其引力调整轨道并降低速度,从而逐渐靠近太阳。

按计划,“帕克”将于9月底第一次掠过金星,然后于11月首次抵达近日点。美国国家航空航天局说,这时“帕克”距太阳只有36个太阳半径的距离——约2500万千米,将成为史上最靠近太阳的航天器。

酷热高温都不怕

太阳表面温度约为6000摄氏度,而位于太阳大气层最外层的日冕温度则高达上百万摄氏度,“帕克”如何耐受得住太阳之火而不被烧化呢?

美国国家航空航天局说,尽管日冕温度高得惊人,但因为物质密度低,可导热粒子稀少,对航天器的影响实际上并没有想象中那么大——这就好像手在热烤箱里能比在热水里坚持更长时间。按照他们的计算,“帕克”进入日冕后,面向太阳的那一面仅会被加热到约1400摄氏度,尽管这个温度也足以让铁熔化。

更重要的是,“帕克”面向太阳的一面装有厚约11.4厘米的防热罩,由轻质碳复合泡沫制成,表面涂有白色陶瓷涂料,可反射尽可能多的阳光,使探测器内部的温度维持在30摄氏度左右。几十年前,美国国家航空航天局就有探测日冕的计划,但直到最近材料科学取得进展,研制出了这种防热罩,计划才得以真正实施。

四大仪器解谜题

人类费尽心机探测太阳,并非只是满足“奔日”梦想,我们对太阳的了解还远远不够,其中一个主要的未知领域是日冕物质抛射和太阳风形成等太阳活动。比如,科学家尚不清楚太阳风中的粒子是如何获得加速度的。另外,日冕温度为何远高于太阳表面,这也是一个谜。

美国国家航空航天局说,“帕克”探测器将在日冕层展开近距离观测,希望能“革命性改变对太阳的认识”。同时,这项任务也将增进人类对其他恒星的认识,并有助于更准确地预报重大空间天气事件,从而更好地保护人造卫星、宇航员以及地球上的电网和飞行器等。

“帕克”探测器以曾提出太阳风存在的美国物理学家尤金·帕克的名字命名。看着“帕克”升入云霄,这位91岁的老人在电视直播中说:“我想说,哇,开始啦,接下来的几年我们将会学到一些新东西!”

(选自 2018年第32期《瞭望东方周刊》,本刊有改动)

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