周一晚上11点左右,NASA的“触摸太阳”任务正式打破了“有史以来速度最快的航天器”纪录——因此,相对于太阳,它成为有史以来速度最快的人造物体。然而,仅仅打破一个历史时刻不足以满足这个勇敢的探索者,因为在同一天,帕克太阳探测器也比以往任何探测器都更接近太阳。
“帕克太阳探测器发射至今只有78天,我们现在比历史上任何其他航天器都更接近我们的恒星,”项目经理安迪·德里斯曼在新闻发布会上说。
根据团队的计算,新的速度纪录是每小时153,454英里,从静止的太阳看。这比普通子弹的速度快90多倍,比地球绕我们主恒星运行的速度快两倍多,而地球的轨道速度是我们大多数人能达到的最快速度。这个速度也相当于光速的两万分之二多一点,或者说230个“微光速”,正如天体物理学家乔纳森·麦克道威尔在推特上所说的那样。截至周一,这股惊人的速度已使其距离太阳表面2655万英里,比地球轨道更接近太阳大约三倍。
帕克在同一天打破了由德国制造、美国发射的“先驱者2号”探测器于1976年4月创下的两项纪录,这并非巧合。这种运动绝大部分并非来自航天器的发射火箭或引擎,而是因为它正在向太阳系中心坠落。
如果我们把在引力作用下移动的方向看作是“向下”,那么从引力意义上讲,太阳位于一个向上开口的漏斗底部——行星们就像机场里的那种螺旋硬币许愿池一样绕着它转。地球以每小时67,000英里的速度(或以天体物理学家更偏好的单位,每秒30公里)在这个引力井周围“滚动”。任何速度更快的物体都会像“旅行者”号和“新视野”号探测器那样,从井中升起,飞向外太阳系。任何速度更慢的物体都会像硬币掉进下水道一样,开始螺旋式地飞向太阳。
哈佛-史密森天体物理中心的天体物理学家麦克道威尔将地球在这个引力井中的位置比作海滩的浅水区。“我们要走很长的路才能离开太阳系,但我们不必抬得很高,”他说。“引力只是轻拍着我们的脚踝。”“新视野”号保持着从地球发射速度的纪录,相对于地球以每秒16公里的速度发射,但方向与地球的轨道运动相同,这使其速度增加了地球一倍的速度,并将其推向冥王星。
帕克采取了相反的方法。如果飞船是静止的,那么坠入太阳会很容易,但它开始时是以地球强大的速度巡航——因此,首先,NASA的火箭科学家们不得不减慢它的速度。他们让它反向点火,逆着地球的轨道,将其相对于太阳的速度几乎减半,使其能够自由地向内坠落。“这就是为什么到太阳的距离和速度纪录是联系在一起的,”麦克道威尔说。“你离得越近,在引力井中就越深,你坠落的速度就越快。”
它确实在坠落。现在速度达到每秒70公里,直到11月6日最接近太阳时,它将继续不断刷新新的纪录,届时它将以每秒95公里的速度(212,500英里/小时)飞过比地球更接近恒星表面的五倍。从那里,它将绕过太阳,开始爬出引力井,完成将使其越来越接近恒星表面的许多轨道的第一半。
这些环绕最终将使其直接冲入对等离子体了解甚少的太阳周围区域。日冕尽管延伸到太空数百万英里,其温度却悖论般地比恒星表面本身高出数百万度。NASA预计,帕克将在其第22次轨道上直接采样这个未探索的区域,大约需要六年时间。
在那之前,它将继续打破自己的速度和最近距离纪录,麦克道威尔认为这是对很大程度上被忽视的“先驱者1号”和“先驱者2号”遗产的应有更新。“20世纪70年代的伟大空间探测器,那些非常雄心勃勃的探测器,有三对:‘维京’号、‘旅行者’号和‘先驱者’号。你听说过‘维京’号和‘旅行者’号,但你从未听说过‘先驱者’号,”麦克道威尔说。他认为,它对太阳风和磁场的测量并没有像携带摄像头的同类探测器那样吸引公众的想象力,但它的速度纪录 nonetheless 保持了近42年。
“先驱者1号”仍然保持着相对于地球速度最快的航天器的纪录,约每秒96公里,但帕克也正冲着这个最高纪录而来。据麦克道威尔称,它应该在11月5日打破这个速度,并在两天后创下每秒110公里的新纪录。