NASA:我不光要上天,还要和太阳肩并肩

最近美国宇航局搞了个大新闻。之前有一句嘲讽用的话叫什么来着?“你这么diao你咋不上天,和太阳肩并肩”,结果NASA这次真的要和太阳肩并肩了。

当地时间8月12日,推迟了24个小时的“帕克太阳探测器”乘坐deltaⅣ重型火箭发射成功。(这个帕克是parker,不是puck,各位dota玩家不要瞎想)

先说说这个火箭。说起deltaⅣ重型,很容易让人想起之前马斯克搞的猎鹰重型,要把特斯拉发射到火星轨道去(虽然变轨的时候跑偏了)。其实deltaⅣ服役的更早,而且这俩虽然都叫重型,但是猎鹰要更重一些。不过相比于猎鹰重型的9X3总共27个发动机,deltaⅣ只需要1X3,即每个助推器只装一个发动机,而且还是氢氧发动机,效率比猎鹰的液氧煤油发动机高到不知哪里去了。

这款RS68发动机是真的莽,目前是世界上推力最大的氢氧火箭发动机,接近300吨,就是这么一台发动机,造价为1500万美元,同样是一次性用品,战斧导弹的造价大约为100万美元(根据是美国国防部吐槽美国海军大手大脚的文章),15枚战斧就能造这么一台发动机,在航天领域应该算是比较便宜的了。

其实这个火箭已经不是啥新鲜玩意儿了,还是好好说探测器。其实这个“探日”项目差不多10年前就规划好了,本来定于2015年就发射,后来延期到现在,2017年命名为帕克太阳探测器,重量只有685千克,半吨多一点。

将用7年时间环绕太阳24圈,最终到达距离太阳表面月610万千米处,这个位置距离太阳不到10个太阳半径,这是啥概念?我们拿地球举例,地球半径是6000多千米,十倍是6万千米,地月距离38万千米,也就是说等比例放大的话,探测器的距离远远比地月距离还近。这个位置已经处在太阳大气的最外层,也就是日冕层,真真正正的和太阳肩并肩。

根据人类的观测和计算,太阳表面温度大约为6000摄氏度,但是日冕层却超过百万摄氏度,其原因目前并不没有一个定论。那么问题来了,是什么样的天顶星级别探测器可以耐得住百万度高温,别说保持轨道,擦一下还能留个全尸就万幸了。其实并没有那么可怕,610万千米的日冕层,大气十分稀薄,航天器很难与大量高温粒子相遇形成热传导,因此仅靠太阳的热辐射只能将探测器的向阳面加热到1400度,当然这个温度也够要命了。(关于热传导和热辐射,请参看“热传递”,附上百度百科链接,这个词条经过科普中国编辑,可以信任。)https://baike.baidu.com/item/%E7%83%AD%E4%BC%A0%E9%80%92/875636?fr=aladdin

神舟飞船返回阶段的表面温度为1200度,内部温度最高可达38度,这个探测器可没有神州飞船的烧蚀材料来进行散热,还要长时间将内部工作温度降低到30度左右,真的是下了血本。为了达到这个目的,帕克探测器搭载了一面11.4厘米厚的隔热盾,由轻质碳复合泡沫制成,至是碳和什么材料复合的,各位看图,夹层太多了,介绍不过来。

据NASA所说,该探测器搭载了4大仪器,缩写特别有意思。分别是记录太阳风粒子的速度密度温度等参数的SWEAP(这个缩写是清扫?还挺形象)、给太阳拍照的WISPR(发音和whisper(低语)一样,这是准备偷拍吗,毕竟设备都装在背阳面)、测量日冕电场和磁场的FIELDS(这个缩写本身就有“场”的意思,比如磁场:magnetic field;AT立场:AT Field)以及测量粒子能量和种类的ISIS(这个缩写我是真的服,让ISIS感受一下太阳的威力?)。至于这些设备更具体的参数,我一个伪航天迷就没有研究那么深了,各位海涵。

NASA表示,希望通过这个探测器,能革命性的改变人们对太阳的认知。毕竟这一波操作不光要“日”天,还真的要和太阳肩并肩。

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