美國發射的帕克太陽探測器,為什麼不怕熱?技術實在太牛

2020-08-19 紫俠

在人類探索宇宙的過程中,美國宇航局起到了非常巨大的作用。NASA發射的探測器不但抵達了火星,還第一次飛近了木星、土星,以及太陽系內的其他遙遠行星。更加神奇的是,NASA還向太陽發射了一枚探測器,這就是著名的帕克太陽探測器

我們知道,太陽表面溫度很高,尤其在太陽活動的時候,溫度和粒子流簡直難以想像。不僅如此,帕克還將經過太陽的日冕層,這裡的高溫可以達到200萬攝氏度。帕克探測器到底有什麼特殊之處,能夠讓它抵擋太陽的極端高溫?

不得不說,NASA的技術還是非常牛皮的。帕克太陽探測器上採用了許多尖端的設計理念,能夠讓它抵禦上千攝氏度的高溫。然而,日冕層的溫度還是太高了,幾乎沒有任何物質可以抵禦。NASA的科學家們建立了一個理想模型,分析的結果顯示,日冕層雖然溫度很高,但密度非常低,這就導致探測器可以在日冕層穿越,穿越時的溫度只有1400攝氏度左右。

為了抵禦上千攝氏度的高溫,NASA設計了一種名家「TPS」的保護系統,它可以將帕克探測器面朝太陽的一面保護起來,讓溫度不傳導到探測器的背面,而帕克探測器的主要儀器設備就安裝在背面,在接近太陽的時候,這裡的溫度依然能保持在35攝氏度左右的理想工作溫度。

為了實現這個奇蹟,TPS的主體結構是一種碳複合泡沫,附加在表面的是白色陶瓷塗料,這會讓它的質量變得很輕,但隔熱效果非常好,而且能夠承受1650攝氏度的熱量,最大程度保護帕克探測器的正常工作。

當然,帕克探測器上也有不需要TPS保護的儀器設備,比如法拉第杯。它的主要作用是測量太陽風,所以必須暴露在太陽風當中。為了抵禦高溫,法拉第杯的主要成分是鉬合金,由鈦,鋯和鉬三種金屬化合而成,本身能夠抵禦超過2300攝氏度的高溫,內部的晶片是鎢組成的,而鎢就是白熾燈裡面的燈絲,是地球上已知最耐高溫的金屬,熔點高達3422攝氏度。

更加令人驚訝的是,帕克探測器竟然還利用太陽能作為動力。在探測器上有一個經過精心設計的太陽能板,它可以在接近太陽的時候收縮面積,只留下一小部分接受太陽輻射。

帕克探測器身上有太多的創新,值得我們學習和欽佩。


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