北京时间 8 月 12 日下午 3 点 31 分,具有历史意义的帕克太阳探测器(Parker Solar Probe)成功进入太空。虽然在第三级分离是出现惊险的失联,但最终还是成功分离,踏上了去往太阳的征程,拉开了人类探索太阳新的开端。
太阳的日冕不稳定,产生太阳风,耀斑和日冕物质抛射,百万吨高度磁化的材料可以以每小时数百万英里的速度从太阳喷出,严重时会造成地球表面的自然灾害。帕克太阳探测器近距离将对对太阳活动进行研究,这项研究将:
1. 推动地球和其他行星的日光层,极光和磁层的基本物理学。
2. 帮助我们改善卫星通信,电网问题,管道侵蚀,航空公司航班的辐射照射,宇航员安全等。
3. 准确预测可能对地球造成严重破坏的太阳表面活动。
Parker 将会成为距离太阳最近的人造天体,设定的最近距离约为 610 万公里,首次进入太阳的日冕层。这么近的距离,又在日冕层运行工作,所以Parker将会承受很高的温度,探测器面向太阳一面温度高达1233℃,但内部仪器正常运转需要30度左右的外部环境。必须找到能抵抗前所未有超高温度的材料,科学家经过一系列的研究制造出一种碳碳结构的隔热层。
探测器的隔热罩也被称为热保护系统(TPS),由两个碳材料的复合层和中间碳泡沫构成。隔热罩朝向太阳的一面还涂了一层特殊的白色涂层,以尽量反射来自太阳的能量。和普通碳纤维不同在于碳-碳结构不是通过硬化树脂聚合在一起的,太阳附件的高温会使得硬化树脂蒸发,为此NASA用“切碎的碳纤维”作为填充材料,通过3000℃的烘烤使得结构成形,最终得到碳-碳结构的纯碳物质,除了隔热,这种轻质材料还具有超强的机械强度。这种结构的碳材料还能用于医疗行业代替骨骼。
碳泡沫也是热保护罩隔热功能最重要的结构。碳泡沫中97% 是空气,泡沫结构减少了热传导,使得内部空间保持一个良好的环境。
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