美国宇航局的飞行任务名录中不乏创新。无论你是要 登陆火星,还是 进入一颗系外行星的轨道,太空任务都需要令人惊叹的技术进步。今年,最巧妙的航天器荣誉(以及我们颁发的 年度创新奖)归属于 美国宇航局的帕克太阳探测器。这艘航天器将前往太阳系中最致命的地方——我们的太阳。而且它不仅仅是靠近一些:正如美国宇航局常说的,它将“亲吻”我们那个地狱般炽热的恒星。
此前从未有任何航天机构将航天器送得如此接近太阳。之前的尝试最接近时也只是在距离太阳表面2500万英里处,但帕克太阳探测器将以平均仅400万英里的距离绕太阳运行。为了做到这一点而不熔化成一堆粘稠的金属,它配备了一个革命性的隔热罩。太阳表面的平均温度约为10000华氏度,但帕克太阳探测器不会 *那么* 接近。该团队预计,在其6.5年的任务期间,航天器最高温度将达到2500华氏度左右,而且它将能够轻松应对这种高温。
隔热罩由碳-碳材料制成,类似于某些高尔夫球杆的材料,但这种碳经过了加热处理。隔热罩还有一个特殊的碳泡沫,由97%的空气组成。前面覆盖着一层漂亮的白色涂料,用于偏转太阳光线,这艘航天器已准备好在否则致命的环境中生存。而所有这些保护措施的总直径仅为8英尺,厚度为4.5英寸,重量为160磅。
任务设计者不得不等待几十年才能获得所需的技术。毕竟,如果你要如此接近太阳,而你的隔热罩无法胜任,那么航天器其余部分就没有任何机会了。
使其配得上《大众科学》最高“年度最佳”荣誉的,不仅仅是任务本身或热防护系统:帕克太阳探测器还配备了一些新的自主软件。由于航天器旅程漫长——需要6.5年才能进入正确的轨道——团队必须确保帕克能够纠正它的位置或“姿态”,以防它向一侧偏移过多。如果隔热罩没有对准太阳,其保护设计将毫无意义,因此工程师增加了传感器来检测不当位置的热量,并在需要时纠正飞行角度。
自8月12日发射以来,帕克太阳探测器已经以1500万英里的距离飞掠太阳,打破了所有以往的纪录。当时它的速度达到了惊人的每小时213,000英里,使其成为有史以来最快的航天器。而且它在短期内也不会失去这个记录:当帕克在2025年左右将自己降得离太阳更近时,它将以令人眩晕的每小时430,000英里的速度围绕太阳运行。
了解太阳的天气和行为非常重要,因为大规模的太阳活动直接影响地球以及我们在轨道的卫星。这项革命性的任务旨在解决我们关于天空中巨大聚变反应堆的一些最大谜团。帕克是2018年BOWN(Best of What's New)的明显佼佼者:这是一艘将在未来几年内不断打破纪录并改变整个研究领域的航天器。