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        “帕克”奔日,能解開哪些謎題

        2019-04-22 01:22:34周舟
        初中生世界·八年級 2019年3期

        周舟

        萬物生長靠太陽,但太陽是我們“最熟悉的陌生人”,對這顆人類賴以生存的大火球,我們還有太多的問題沒有弄明白。

        2018年8月12日,美國“帕克”太陽探測器從佛羅里達(dá)州啟程,踏上人類歷史上第一次近距離“觸摸”太陽的逐日之旅。那么,它如何接近太陽?有什么“防烤化”的高招?又會帶來哪些新發(fā)現(xiàn)呢?

        史上最靠近太陽的航天器

        首先從“帕克”自身談起。這個探測器重約635千克,大小如同一輛小汽車。因為接近太陽需要巨大的能量,所以“帕克”使用了當(dāng)前世界上推力最大的火箭之一“德爾塔4”發(fā)射升空,所用發(fā)射能量是前往火星的55倍,比前往位于太陽系邊緣的冥王星也多出一倍。

        升空后,“帕克”將越飛越快,打破人造物體的飛行速度紀(jì)錄——在最接近太陽時,一小時能飛70萬千米。按這種速度,只要一分鐘就能從華盛頓飛到北京。不過,要接近太陽,還必須借助行星的引力踩“剎車”減速。這個行星,就是金星?!芭量恕睂?次近距離飛掠金星,利用其引力調(diào)整軌道并降低速度,從而逐漸靠近太陽。

        按計劃,“帕克”將于9月底第一次掠過金星,然后于11月首次抵達(dá)近日點(diǎn)。美國國家航空航天局說,這時“帕克”距太陽只有36個太陽半徑的距離——約2500萬千米,將成為史上最靠近太陽的航天器。

        酷熱高溫都不怕

        太陽表面溫度約為6000攝氏度,而位于太陽大氣層最外層的日冕溫度則高達(dá)上百萬攝氏度,“帕克”如何耐受得住太陽之火而不被燒化呢?

        美國國家航空航天局說,盡管日冕溫度高得驚人,但因為物質(zhì)密度低,可導(dǎo)熱粒子稀少,對航天器的影響實際上并沒有想象中那么大——這就好像手在熱烤箱里能比在熱水里堅持更長時間。按照他們的計算,“帕克”進(jìn)入日冕后,面向太陽的那一面僅會被加熱到約1400攝氏度,盡管這個溫度也足以讓鐵熔化。

        更重要的是,“帕克”面向太陽的一面裝有厚約11.4厘米的防熱罩,由輕質(zhì)碳復(fù)合泡沫制成,表面涂有白色陶瓷涂料,可反射盡可能多的陽光,使探測器內(nèi)部的溫度維持在30攝氏度左右。幾十年前,美國國家航空航天局就有探測日冕的計劃,但直到最近材料科學(xué)取得進(jìn)展,研制出了這種防熱罩,計劃才得以真正實施。

        四大儀器解謎題

        人類費(fèi)盡心機(jī)探測太陽,并非只是滿足“奔日”夢想,我們對太陽的了解還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,其中一個主要的未知領(lǐng)域是日冕物質(zhì)拋射和太陽風(fēng)形成等太陽活動。比如,科學(xué)家尚不清楚太陽風(fēng)中的粒子是如何獲得加速度的。另外,日冕溫度為何遠(yuǎn)高于太陽表面,這也是一個謎。

        美國國家航空航天局說,“帕克”探測器將在日冕層展開近距離觀測,希望能“革命性改變對太陽的認(rèn)識”。同時,這項任務(wù)也將增進(jìn)人類對其他恒星的認(rèn)識,并有助于更準(zhǔn)確地預(yù)報重大空間天氣事件,從而更好地保護(hù)人造衛(wèi)星、宇航員以及地球上的電網(wǎng)和飛行器等。

        “帕克”探測器以曾提出太陽風(fēng)存在的美國物理學(xué)家尤金·帕克的名字命名。看著“帕克”升入云霄,這位91歲的老人在電視直播中說:“我想說,哇,開始啦,接下來的幾年我們將會學(xué)到一些新東西!”

        (選自 2018年第32期《瞭望東方周刊》,本刊有改動)

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