一艘汽车大小的航天器刚刚启程飞向太阳

帕克太阳探测器是我们首次“触摸”太阳的任务。
artist markup of the Parker Solar Probe spacecraft
艺术家描绘的帕克太阳探测器飞船接近太阳的景象。NASA/Johns Hopkins APL/Steve Gribben

更新 8-12-18:发射成功!携带帕克太阳探测器的“德尔塔 IV 重型”火箭于周日,8月12日凌晨3:31 EDT 升空。

更新 8-11-18:周六上午发射倒计时期间发现了一些问题,并且在解决问题之前,65分钟的发射窗口已经关闭。他们将在周日大约同一时间再次尝试发射。原文继续如下。

就像那些想晒黑的海滩游客一样,NASA今年夏天也有它与太阳的约会。如果一切顺利,将于8月11日星期六凌晨3:33,该机构将发射帕克太阳探测器,踏上为期七年的旅程,去接近太阳,比任何其他人造物体都要近。此次任务将让这艘汽车大小的航天器与日冕相遇,日冕是太阳大气层最外层,距离恒星表面数百万英里。

在绕金星滑行后,探测器本身将进入距离太阳表面380万英里的近距离,并进入日冕,进行一系列旨在研究三个主要太阳奥秘的实验:日冕中的电场和磁场如何影响太阳风,什么原因导致带电粒子加速进入太空,以及为什么日冕比太阳表面更热(高出数百万华氏度)。

尽管科学家们长期以来一直在研究太阳风——太阳发出的带电等离子体流,它不仅在撞击地球磁场时产生极光,还会扰乱通信系统——但他们并不完全了解这些物质是如何加速到超过每小时一百万英里的超音速的。有理论认为这发生在日冕,因此帕克太阳探测器及其仪器套件(更多信息请看这里)将在抵达太阳时完美地处于观测湍流能量模式的位置。

航天器还将寻找日冕中发生的巨大特定事件,这些事件会极大地推动带电物质进入太空。“我们对太阳喷发的巨大喷发(即日冕物质抛射)驱动的强大冲击波如何将带电粒子加速到地球轨道附近航天器测量的极端能量感到好奇,”约翰霍普金斯应用物理实验室的帕克太阳探测器副项目科学家Rob Decker说。“当这些冲击波经过帕克太阳探测器时,它的仪器将测量冲击波以及在能量化过程早期阶段带电粒子的性质。”

帕克太阳探测器还将研究日冕中的剧烈温度。太阳表面的温度相对较低,约为7000华氏度,而日冕中的等离子体温度则飙升至数百万华氏度——这是一个谜,因为太阳的能量起源于其核心,而我们预期距离核心越远,热量会越少。“由于帕克太阳探测器将以距离太阳表面仅九个太阳半径[太阳半径为432,300英里]的最小距离穿过这个炽热的日冕,航天器上的仪器应该会探测到突出的日冕等离子体加热过程的残余信号,”Decker说。

当然,由于探测器必须承受这些剧烈的温度,因此必须开发新技术来保护敏感仪器——这个过程实际上花了六十年的时间。该任务可以追溯到1958年,当时天体物理学家尤金·帕克(以他命名的探测器)发表了一篇论文,理论上提出了太阳风的存在,而太阳风此前从未被记录或测量过。(他的理论在两年后被证明是正确的。)从那时起,科学家们就一直渴望将探测器送往太阳进行研究。“技术发展花费了数十年时间才赶上科学的愿望,”Decker说。“为帕克太阳探测器设计、开发和安装的热保护系统(TPS)和主动冷却太阳能电池阵列是关键的例子。”

帕克太阳探测器将传回地球的大量数据不仅会令太阳研究人员兴奋,而且还将对人类太空飞行的未来产生重大影响。剧烈太阳活动后撞击地球的带电粒子会产生辐射危害,对人体(例如,国际空间站上的宇航员,或最终火星上的宇航员)以及航天器上的敏感电子设备造成有害影响。“最终目标是预测产生这些粒子的爆炸性太阳事件(例如太阳耀斑和日冕物质抛射)何时会发生,”Decker说。“来自帕克太阳探测器的测量应该有助于我们理解太阳上活动的哪些微妙迹象实际上是即将到来的太阳爆发的前兆。”如果我们能提前预测这种太阳活动,我们应该能够为载人任务提供警告——就像雷达和卫星帮助我们跟踪地球的天气系统一样。

虽然帕克太阳探测器的每次轨道运行都会使其更接近太阳,但我们还需要一些时间才能看到结果——航天器要到2024年的第22次轨道运行才能进入日冕。不过,它将在今年11月的首次近距离接触时开始发送数据,希望能带来早期发现。在那之前,我们只能密切关注发射。

 

更多优惠、评测和购买指南

 
© .