遭遇1400摄氏度高温，接触太阳日冕，帕克探测器有何黑科技？

发布者：零点巡夜 2023-7-18 20:12

帕克太阳探测器是美国于2018年发射的一架太空探测器，它的首要太空任务是研究太阳的日冕，并解开日冕谜题。该航天器配备了尖端科学仪器，用于收集有关太阳风和太阳磁场的数据，它在距离太阳表面640万公里的地方经过，在那里它会遇到超过1400摄氏度的高温。

最接近太阳的人造探测器

帕克太阳探测器是人类历史上首个直接飞越太阳大气层外层的探测器，目的是揭开太阳外大气层，也就是日冕的许多谜题，另外还将探索太阳风、日冕物质加热和高能粒子加速等关键问题。

为了抵御极端的温度和辐射，该探测器配备了先进的热防护盾，可以承受高达约1370摄氏度的太阳辐射。它使用了多项仪器和传感器，包括太阳探测器、太阳日冕成像仪、太阳粒子能量计等，来获取太阳的图像和数据。

探测器的轨道设计也非常独特，因为考虑到它会经过名为日冕加热传导区的区域，也就是太阳大气层的一部分，所以探测器将在离太阳表面仅约6百万公里的位置进行探测，这比地球和太阳之间的距离还要近。这将使它成为迄今为止最接近太阳的人造探测器。

帕克太阳探测器的主要目标是增进人类对太阳活动和日冕加热的理解，以及解释太阳风和太阳活动对地球和太阳系的影响。科学家们如果能够更好地预测太阳风暴和日冕物质抛射，就能够提高对太阳活动的预警和防范能力。

关于日冕的谜题

日冕加热是指太阳大气层中的一种现象，具体来说，它使太阳的外层大气层的温度比太阳表面更高。太阳表面的温度约为5500摄氏度，而外层大气层，即日冕层的温度却高达数百万度，这是一个非常反常的现象。

科学家们一直对这个问题进行研究，并提出了一些理论。其中一个主要的理论是磁场重联，该理论认为太阳的日冕和表面都有强大的磁场，当磁场线相互碰撞或重新连接时，能量释放愈发强烈，从而使日冕受到强烈地加热。这就像两根橡皮筋缠绕在一起，突然解开时所产生的巨大弹力。

日冕加热不仅仅是太阳的内部现象，它对地球和整个太阳系都会产生重要影响。一方面，日冕温度升高所以会产生太阳风，太阳风可以被简单理解为带电粒子的流动，其产生的辐射对地球电离层和卫星有很大影响。另一方面，日冕物质抛射也与日冕加热有关。

物质抛射则是日冕产生的物质喷发，也会释放出大量的带电粒子和磁场，对地球磁场和通信系统等造成干扰。因此，如果能够研究透彻日冕和日冕加热的原理，并抓住其规律，就能够避免很多地球上的不必要损失。

帕克探测器搭载了什么黑科技？

帕克太阳探测器在2021年4月第八次飞越太阳时俯冲进入了太阳的日冕，成为人类历史上第一个“接触”太阳的航天器。该探测器将在其7年的飞行周期内完成24圈太阳轨道运行，并将要比任何一架人类发射过的探测器靠近太阳。

要完成这个“不可能”的任务，首先探测器需要极高的速度，在第10次近距离飞越太阳时，强大的太阳引力将探测器加速到每秒163公里的最高速度，这相当于每小时58.6万公里，这比以往任何人类探测器都快。

据称，在最接近太阳的时候，探测器将达到约每小时70万公里的速度。其次，如果没有一系列金星飞越辅助，探测器不可能绕太阳俯冲。在其整个飞行周期中，探测器将使用七次金星飞越来逐渐缩小其围绕太阳的轨道。

因为金星质量较大，通过接近金星进行飞跃可以利用其引力来改变航天器的速度和轨道。换句话说就是，航天器在接近金星时受到引力的吸引，然后可以以更高的速度离开金星，这使得它可以进一步前往其他目标。金星飞跃在太空探测任务中被广泛应用，以节约燃料并提高任务效率。

最后就是帕克探测器有着很强的抵抗高温的能力，当探测器最接近太阳时，其遮阳板将遇到接近1400摄氏度的高温，而航天器的科学仪器将免受这些灼热温度的影响，并保持其接近室温，即30摄氏度左右。

探测器配备了特殊的热防护盾，这个热防护盾由复合材料构成，它的主要功能是反射和散射大部分的热能，将探测器本体与太阳热源隔离开来，保持内部温度稳定。除了热防护盾外，帕克探测器还配备了冷却系统，能够通过液氦和液氮的冷却剂来降低探测器的温度。