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我们可以离太阳有多近?

2020/4/28 8:40:28来源:新浪科技作者:任天责编:远洋评论:

北京时间4月28日消息,644万公里是一段相当长的距离,相当于绕着地球最宽的地方——赤道——连续行驶160圈。这差不多也是美国国家航空航天局(NASA)的帕克太阳探测器(Parker Solar Probe,简称PSP)最接近太阳的距离。2018年8月,帕克太阳探测器在美国佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地发射,其任务是探测和观察太阳的外日冕,并收集有关太阳的数据,为我们解答有关太阳的基本问题提供线索。

▲美国国家航空航天局的帕克太阳探测器将为我们提供太阳活动的新数据,并帮助预测影响地球的重要太空天气事件

帕克太阳探测器也将创造历史。它将在2025年最接近太阳,届时其轨道与太阳的距离将仅有616万公里。如此近距离的接触是前所未有的。1976年,NASA的太阳神2号探测器来到了距离太阳表面4345万公里的范围内,比其他任何航天器都要接近这个天体。

帕克太阳探测器的新纪录将只有太阳神2号与太阳距离的七分之一。地球和太阳相距1.5亿公里,打个比方,如果这两个天体位于足球场的两端,那么帕克太阳探测器任务就相当于从地球这边一路飞到太阳那边的球门线上。

帕克太阳探测器以芝加哥大学名誉教授、物理学家尤金·帕克的名字命名,以表彰他对太阳物理学的贡献;这也是NASA首次以在世人物作为太空任务的正式名称。时至今日,太阳探测技术已经走过了漫长的道路,也取得了长足进步,但科学家和工程师们仍然需要牢记一些限制条件,而且在短期内,我们还不会见到将宇航员送上前往太阳的旅程。

高温和日冕的奥秘

很显然,极端高温是靠近太阳最大的考验。太阳表面的温度可达5726摄氏度,简直令人窒息。但奇怪的是,太阳周围的区域温度更高。

你见过日蚀时从月球后面冒出来的光晕吗?那就是日冕。这是环绕太阳周围的炽热等离子体光环,代表了太阳大气的最上层。日冕从离太阳表面约2100公里处开始,一直延伸到太空深处。

日冕的有些部分非常热,其温度可能是太阳表面温度的300倍。没有人知道这是为什么,美国国家航空航天局的研究人员希望帕克太阳探测器能找到一些线索。

NASA宇航员穿着的宇航服可以保护他们免受高达121摄氏度的高温。在来到距离太阳480万公里之前,太空旅行者不会遇到如此极端的高温。超过这个温度,宇航服的内部就会变成一口热气腾腾的大锅,此时如果继续待在宇航服里,你会脱水、昏倒甚至死亡。但这些都是理论上的。早在屈服于高温之前,勇敢的太空旅行者很可能早已被太阳辐射杀死。

致命的辐射

太阳会释放出大量的辐射,其中一些是我们可以感知到的可见光形式。当你靠近太阳时,一些危险的辐射会增强。深空的高放射性水平可能会导致心血管问题。2016年的一项研究发现,飞出近地轨道的宇航员比留在近地轨道的宇航员更有可能死于心脏病或中风。

如果你只是穿着NASA的普通宇航服漂浮在太空中,那么在你到达地球和太阳之间的中点之前,太阳辐射就会夺走你的生命。很显然,你最好待在宇宙飞船里。NASA的研究科学家埃里克·克里斯蒂安(Eric Christian)表示,也许有一天我们可以设计出一艘飞船,将人类宇航员安全送到距离太阳640万公里的地方。但在我们考虑这样一个高风险的任务之前,最好先看看帕克太阳探测器取得了哪些进展。

(太阳)风中的灰尘

为了保护大部分数据收集设备,帕克太阳探测器安装了一个定制的隔热罩,由两块碳复合板、一层反光漆和一块轻质泡沫核心组成。这个保护罩看起来更像一个蜗牛壳:它不是包裹整个探测器,而是位于一侧。帕克太阳探测器受到的热辐射强度是地球轨道卫星的475倍,当这个“热保护系统”朝向太阳时,将保护其背后的仪器免受热辐射的影响,让探测器承受大约1370摄氏度的高温。

要使帕克探测器圆满完成工作,热保护系统就需要不断地朝向太阳。推进器可以随时将保护罩调整到正确的位置。当然,推进器也需要燃料,帕克探测器也会有耗尽燃料的一天。按照设计目标,帕克太阳探测器将绕太阳至少24圈。在2025年任务结束后,推进器将没有足够的燃料继续工作,探测器不受保护的部分将会转向太阳并瓦解,转化成大量的太空尘埃。

跨越水星轨道

帕克太阳探测器的历史可以追溯到NASA的初期。1958年10月24日,在该机构成立不到三个月的时候,其中一个委员会提出了一项雄心勃勃的建议:发射一个越过水星的人造探测器,近距离观察太阳。

水星离太阳的距离通常在4600万到7000万公里之间。帕克太阳探测器将会越过水星轨道,向太阳靠近。在太空中,它将收集太阳风的信息。尤金·帕克在20世纪50年代首次提出了太阳风的理论,至今这仍然是一种不甚为人所知的现象,但科学家已经知道,太阳风有时会摧毁卫星,并使地球上的GPS信号和无线电通讯陷入混乱。如果帕克太阳探测器能帮助我们找到预测太阳风的方法,那最终或许可以为世界节省数万亿美元。

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关键词:太阳

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