中國何時能做到?美國探測器將以史上最近距離靠近太陽

2020-12-06 逐遊酣星

登陸太陽需要幾步?

答案是:三步。第一步,發射探測器;第二步,等太陽天黑;第三步,登陸太陽。是不是很簡單?趕快回家親自嘗試下吧。

哈哈,上面都是玩笑話,不要當真。不過「如何『登陸』太陽」的確是現階段人類展開的太陽研究中需要面臨的一大難點。

古今中外從不缺乏有關於「太陽」的神話,無論是中國的「夸父逐日」還是希臘的「太陽神阿波羅」,無一不顯示出人類對於太陽的重視與嚮往。

太陽不僅以光的形式為地球源源不斷地提供能量,還會通過很多看不見的途徑悄無聲息地影響生物的活動。比如太陽風和太陽黑子。同時,作為主序星,太陽也成為了無數「UFO愛好者」眼中最為矚目的目標,多次被發現有疑似不明飛行物的物體在其周圍運轉。儘管這些傳言都被證偽,但也足以說明太陽的神秘感。

為了探索太陽,人類先後多次發射太陽探測器,早在1976年,美國航天局的太陽神2號探測器就來到了距離太陽表面4345萬公裡的範圍內展開對太陽的觀測。而日本也在2006年9月22日發射了其研製的日出號太陽探測器,並在十幾年的工作中為人類探索太陽作出了不可磨滅的貢獻。

不過這些探測器距離太陽還非常遠,通常距離在千萬公裡以上,而NASA在2018年8月發射的一枚探測器則將打破有史以來人類探測器距離太陽距離記錄。

這就是帕克太陽探測器

那麼問題來了,帕克探測器的使命是什麼?有什麼問題需要人類必須接近太陽?既然日本都能製造出太陽探測器,中國能做到嗎

史上最近距離的接觸

2018年8月12日,帕克太陽探測器在位於佛羅裡達州的卡納維拉爾角空軍基地發射升空。顧名思義,這是一枚太陽探測器,主要任務是觀測太陽的外日冕層。它將頂著烈日,為人來帶來太陽風細節畫面,為研究太陽風起源提供了有力支持。

按照預定計劃,帕克將環繞太陽運轉24圈,每圈的軌道半徑都逐步縮小,最終將抵達距離太陽表面約616萬公裡的地方,是上文提到的太陽神2號與太陽距離的七分之一,若計劃成功,它將成為人類歷史上最接近太陽的太空飛行器。

如果把地球與太陽之間的1.5億公裡距離當成一個標準足球場的兩端,那麼帕克號的這個616萬公裡就相當於從地球一路飛到太陽那邊球門線上,可以想像這個距離是多麼的近。

目前其已經到達距太陽2400萬公裡以內的地方,這一距離比水星的軌道還要低,按照這個速度,帕克將在2025年抵達近日點。

至於為什麼要發射這樣一枚衛星,不都是因為太陽外側實在是太詭異了,完全不符合常理

「外熱內涼」的太陽

太陽既然能在億裡之外為地球提供超高的光和熱,其本身必然更加炎熱。的確,僅僅是太陽表面的溫度就高到令人窒息,其溫度可達5726℃,足以融化地球上一切固體。

不過你想想,按照常理,是不是應該離太陽表面越遠的地方溫度就越低呢?就像在地球上,地表溫度可以高達幾十度,但是僅僅是幾十公裡外的高層大氣溫度就能降到零下幾十攝氏度,卡門線以外更是能降到零下一二百度

可是太陽卻異常地反常,在太陽表面的周圍的日冕層溫度會高得多。

如果你見過日全食可能會發現,當太陽完全被月球遮蔽後,在黑色陰影外會有一圈光暈,這圈光暈就是日冕層。它自太陽表面外2100公裡開始,並一直向太空深處延伸。相當於太陽的高層大氣

它並不會我們往常地理解那樣,離太陽表面越遠越冷,反而最熱的地方可達到太陽表溫度的300倍。好一個「外熱內涼」。

看到這你可能會問:「為什麼它會這麼熱?是什麼為止能源在給它提供能量呢?」

很遺憾,目前科學家並不能解釋日冕層為何會如此炎熱,這也是為什麼美國人要千方百計送帕克號到太陽近處。

不過畢竟距離太陽這麼近,帕克號不怕因長時間日曬變得「臉黑」嗎?

為了保護核心設備免遭太陽輻射的屠戮,科學家特意為帕克號定製了一個隔熱罩。這是一個由兩塊12釐米厚的碳複合板、一層反光漆和一塊輕質泡沫組成的裝置,它環繞著帕克號的核心設備,阻擋並反射來自太陽的輻射。

事實上它看上去更像是一個蝸牛殼,僅僅包裹著朝向太陽的那面。畢竟朝向太陽的那面受到的輻射是另一面的475倍,有了這個保護罩,帕克號就可以承受住高達1370℃的高溫。

「媽媽再也不怕我臉黑啦!」帕克號說道。

當然,帕克號也有生命結束的那天。

上文也說了,帕克號預計環繞太陽24圈並於2025年到達近日點,在此之後,其推進器攜帶的燃料將不足以維持其工作,帕克號將會調轉身子,將無保護的那面朝向太陽,慢慢被高溫分解成宇宙塵埃,結束自己的使命。

帕克太陽探測器也算是生的精彩、死的壯烈。不過我們中國何時才有能力造出這樣的探測器呢

2021年發射

早在2003年,中國就曾提出過觀測太陽的「夸父計劃」,但是因為種種原因一直沒有實現。

而根據2018年9月15日中科院院士汪景琇的名為《觸摸太陽——人類認識宇宙的新徵程》的報告,我國預計在2021年發射先進天基太陽天文臺

沒錯,它的名字就是「先進天基太陽天文臺」。與帕克不同,它將會被發射到地球與太陽引力構成的拉格朗日點上,可能是L2點,這是一個能夠穩定維持衛星位置的點。

中國科學家希望趕在下一個太陽活動峰年的前夕(即2021年),將其射入軌道,以完整記錄太陽活動第25周的「太陽風暴」

希望我國類似探測計劃能儘快展開。

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