拥抱太阳!NASA帕克太阳帆将远航

8月,备受期待的帕克太阳探测器将发射升空,他将进入距太阳约合645万公里的轨道,收集太阳演化史和危险耀斑的相关数据,帮助科学家预测具有破坏性的太阳风暴。宇航局希望借帕克“触摸”太阳,进一步了解这个生命之源。

艺术概念图,帕克探测器对太阳进行观测

美国宇航局(NASA)的帕克太阳探测器将于8月在佛州卡纳维拉尔角空军基地发射升空。升空后,帕克的最大飞行速度将达到每小时43万英里(约合每小时70万公里),与太阳的“亲密度”将超过以往的任何太阳观测任务。

日前,宇航局宣布这项具有突破性的太阳观测任务的发射日期,同时公布直径8英尺(约合2.5米)的革命性隔热罩的新照片。隔热罩将确保帕克探测器的安全。专家们希望帕克的近距离观测能够提供重要线索,帮助科学家了解太阳的演化以及对地球构成危害的破坏性耀斑。猛烈的太阳风暴能够破坏电网和干扰卫星。

工程师为帕克探测器安装隔热罩

帕克将在距表面大约400万英里的轨道对太阳进行观测

帕克探测器的体积与一辆汽车相当,将于8月4日搭乘联合发射联盟的德尔塔IV重型火箭从卡纳维拉尔角空军基地的第37发射架奔赴太空。它将为科学家提供前所未有的太阳数据。太阳环境的变化能够波及整个太阳系,影响地球和其它星球。

帕克探测器将直接飞入太阳大气层,在距表面大约400万英里的轨道对太阳进行观测。观测期间,这颗探测器将追踪能量和热量如何在太阳大气层移动,研究哪些因素加速太阳风和高能粒子。宇航局网站将直播发射过程。升空后,帕克要经过近7年的飞行,2024年抵达目的地。

5月18日,Astrotech公司,一块纪念尤金·帕克的饰板

安装到帕克太阳探测器上,正是他预言了太阳风的存在

飞抵太阳后,帕克探测器将环绕太阳7周,进一步拉近与太阳间的距离。这艘飞船将近距离穿过太阳大气层,最近时距太阳表面380万英里(约合600万公里)。虽然仍在水星轨道内,但此时与太阳间的距离只有此前任务的七分之一。日地平均距离为9300万英里(约合1.5亿公里)。

宇航局的一名发言人表示:“帕克探测器将第一次飞入太阳大气层的最外层,也就是日冕。借助先进的观测仪器和成像设备,这艘飞船将让我们对日冕的认知发生革命性变化,同时进一步丰富我们有关太阳风起源和演化的知识。在改进太空环境变化的预测方面,帕克将做出重大贡献。太空环境的改变能够影响地球上的生命和技术设备。”

帕克探测器的隔热罩就像是一块三明治

两块碳纤维合成板夹着4.5英寸(约合11.5厘米)厚的轻型碳泡沫芯。为了尽可能多地反射太阳热量,隔热罩的向阳面采用了一种特殊的白色涂层

作为帕克任务的一部分,宇航局邀请公众参与,将他们的名字写进一张存储卡。帕克将携带这张存储卡奔赴太阳。名字征集活动于3月启动,幸运儿可以免费下载一份写有他们名字和日期的数字证书。当时,宇航局在官网上宣布了这一消息:“请递交你的名字,幸运的话,你的名字将写进一张存储卡,跟随帕克探测器奔赴太阳。”

2018年初,宇航局开始测试帕克探测器。宇航局此前表示帕克将进入太阳外层大气层,“触摸”这个生命之源。这艘飞船将收集重要数据,帮助科学家了解太阳的演化和天气事件。帕克所获数据能够改进科学家预测危险耀斑的能力。太阳耀斑能够破坏卫星和地球上的供电。

帕克探测器获取的数据将帮助科学家改进危险耀斑的预测

强太阳风暴能够破坏电网和干扰卫星

1月,戈达德太空飞行中心的专家将帕克探测器吊入一个40英尺(约合12米)深的热真空舱。真空舱模拟帕克太空飞行期间遭遇的严酷环境,包括近真空环境以及极寒和极热。经过7周的测试,工程师于3月中旬将飞船吊出真空舱,而后运往佛州。按照原定计划,帕克将于7月31日搭乘德尔塔IV重型火箭发射升空。

在1月的一份声明中,宇航局发言人表示:“宇航局的历史性帕克太阳探测器任务将让我们对太阳的了解发生革命性变化。太阳环境的改变能够波及整个太阳系,影响地球和其它星球。帕克探测器将穿过太阳大气层,与太阳的亲密度超过以往任何飞船。它将面临可怕的辐射和热环境,最终为人类提供迄今为止关于一颗恒星的最亲密观测数据。”

1月,宇航局开始测试帕克探测器

探测器在真空舱度过7周,模拟在太空中遭遇的严酷环境

2017年9月,宇航局公布帕克探测器第一批照片,包括新安装的能够经受住1371摄氏度高温考验的隔热罩。隔热罩在约翰斯·霍普金斯大学应用物理学实验室制造,2017年9月21日首次安装到帕克探测器上。一把革命性保护伞,将确保帕克探测器安全。

2017年5月,在芝加哥大学的威廉·埃克哈特研究中心礼堂,宇航局在一次视频直播中正式宣布帕克太阳观测任务。宇航局科学任务理事会副行政官托马斯·祖布臣表示:“我们愿意接受太阳系内最严酷热环境的挑战。我们希望对这个环境进行观测,揭示造就酷热日冕的升温过程以及加速太阳风的过程。”

5月2日

Astrotech公司,帕克探测器的太阳能电池板

祖布臣随后宣布这颗探测器将以芝加哥大学科学家、太阳风研究先驱尤金·帕克的名字命名。尤金在活动上表示:“能够与这项勇敢的太空任务联系在一起,我感到非常荣幸。”

帕克项目科学家、约翰斯·霍普金斯大学应用物理学实验室的妮克拉·福克斯随后登上讲台。她说在此之前宇航局一直没有找到与日冕亲密接触所需的先进材料。日冕的温度超过太阳中心,查明原因是帕克任务的一大使命。“在我看来,这是迄今为止最酷最热的探索任务。”

5月31日

技术人员用激光照射帕克探测器的太阳能电池板,以确定能否形成电流并输送给飞船

福克斯指出帕克探测器将逐渐靠近太阳,最终进入日冕。这艘飞船必须经受住比此前任何探测器都要严酷的高温考验。“我们将最终‘触摸’太阳”。在回答观众提问时,福克斯介绍了帕克探测器携带的一些先进设备,包括名为“Whisper”的白光成像仪。Whisper在帕克高速穿过太阳波时进行成像。此外,帕克探测器还将携带一整套磁成像设备,对太阳风的等离子体——福克斯将其形象地称之为耀斑的“黄油和面包”——进行测量。

帕克探测器将对太阳进行为期7年的观测

这颗探测器有两块太阳能电池板,水穿过电池板内的管子,进入散热器,起到冷却电池板的作用

宇航局表示帕克的近距离观测有助于揭示恒星运转机制背后的物理学,提高太空天气的预测能力。太空天气能够影响地球以及轨道中的卫星和宇航员。长久以来,科学家希望派遣一颗探测器穿过日冕,进一步了解太阳风以及随风吹入太阳系的物质。

宇航局科学家、戈达德太空飞行中心的埃里克·克里斯蒂安2017年指出:“这将是我们第一次真正意义上飞向太阳的观测任务。虽然我们不能靠得太近,但这项近距离观测任务足以解答有关太阳的一系列关键问题。”如果不能近距离观测太阳,科学家便无法准确预测空间天气的影响。恶劣空间天气能够给地球造成巨大破坏。宇航局指出帕克探测器将帮助预测大规模太阳事件。

工程师正对帕克探测器的太阳能电池板进行检测

太阳是太阳风的源头。这种气流以超过每小时100万英里(约合每小时160万公里)的速度穿过地球。太阳风中的扰动能够导致地球磁场摇晃,同时将能量引入辐射带。美国国家科学院最近进行的一项研究指出,如果没有先进的预警系统,大规模太阳事件可让美国遭受2万亿美元的经济损失;美国东海岸将陷入长达一年的大断电。

5月2日,Astrotech公司

安德鲁·格尔格正准备测试帕克探测器的太阳能电池板

来自太阳的数百万吨高磁物质以每小时数百万英里的速度飞行。宇航局表示:“这项任务将深入洞察日地关系,所获数据将成为了解和预测太空天气的关键。只有近距离观测太阳,我们才能准确预测空间天气的影响。在与太阳亲密接触时,帕克的速度将接近每小时45万英里(约合每小时72公里)。”

(本文来源于漫步宇宙公众号)

【延伸阅读】

先进天基太阳天文台(ASO-S)作为我国首颗专用太阳观测卫星,通过全日面矢量磁像仪(FMG)、莱曼阿尔法太阳望远镜(LST)和太阳硬X射线成像仪(HXI)三台有效载荷的组合,将揭示太阳磁场、太阳耀斑和日冕物质抛射(简称“一磁两暴”)的形成及相互关系,开启在莱曼阿尔法波段进行全日面和内日冕同时成像观测的新窗口。根据ASO-S卫星工程立项批复文件和空间科学(二期)先导专项实施方案,ASO-S卫星将在2021年底完成工程研制任务,并于2022年上半年择机发射。

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