美将发射帕克太阳探测器:掀起新高潮 或解重大谜团

[ 录入者:zhangms | 时间:2018-08-07 10:28:56 | 作者:庞之浩 | 来源:新浪科技 | 浏览:819次 ]

美国预计将于近期发射“帕克太阳探测器”。该探测器比之前的任何探测器飞得离太阳表面更近,在严酷的高温和辐射条件下,将深入探索太阳,希冀解开重大谜团。

太阳为地球上的生命提供光和热,但有时也带来不利影响。例如,太阳耀斑爆发时会造成短波通信中断;太阳黑子大爆发可导致卫星故障。所以对太阳进行全方位的深入观测和探测,不仅有天体物理学上的意义,对人类生存也很重要。

目前,研究太阳的先进方法是发射太阳观测卫星和太阳探测器。日本和美国近年来发射了不少太阳观测卫星,与这些观测卫星相比,太阳探测器离太阳更近,可不受地球遮挡和大气层等的影响,近距离对太阳开展多波段、全时域、高分辨率和高精度的观测和探测。随之而来的难题是,太阳探测器的研制和运行比观测卫星更具挑战,尤其对轨道设计、防热措施等要求更高,十分复杂。

即将发射的“帕克太阳探测器”,大小与小型汽车相仿,其设计工作寿命约7年。“帕克太阳探测器”升空后不是立即飞往太阳,而是驶向金星的方向,目的是通过金星的引力作用改变其速度和轨道,使探测器最大限度接近太阳。在约7年的时间里,它将7次飞掠金星,绕太阳运行23圈,并逐渐接近太阳,最终到达距太阳仅约600万公里的地方进行探测。这将是人造物体第一次飞入日冕区域,并在如此近的距离探测太阳。比先前距离太阳最近的太阳神2号探测器近了7倍。

“帕克太阳探测器”将承受高达1400°C的炽热以及太阳辐射的考验。为此,它安装了能抵御高温和强辐射流的超耐热碳复合材料防热罩。这种防热罩由中间夹着11厘米厚的轻质碳泡沫芯的碳/碳复合材料两层面板制成,装在“帕克太阳探测器”顶部,可使探测器处于其阴影中。

"帕克太阳探测器”内还加装了冷却泵等装置。它可像空调一样使探测器上的仪器设施稳定在大约室温的温度范围,以研究磁场、等离子体和高能粒子,并对太阳风进行成像。

“帕克太阳探测器”的科学目标是弄清楚为什么太阳表面的温度比太阳的大气层温度低很多;影响地球和太阳系的太阳风是如何形成的;怎样获得速度;为什么太阳有时候会释放出高能粒子。

2019年,欧洲和俄罗斯将分别发射“太阳轨道器”和“近太阳探测”等。前者用于理解太阳日光层的活动机制及其对太阳活动的影响;后者用于探测太阳黑子现象及其相关效应、太阳磁极和磁场等。一系列探测器的发射,预示着人类对太阳的探测将掀起一个新高潮。

(作者为全国空间探测专业委员会首席科学传播专家)

庞之浩

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