帕克太阳能探测器的发射,让我们可以离太阳多近?

400万英里(如果你愿意的话,644万公里)是相当长的一段距离。这相当于绕着地球最宽的点赤道行驶160次。

这差不多是美国国家航空和宇宙航行局愿意使用的新帕克太阳能探测器(PSP)的距离。按计划,这艘飞船将于本月晚些时候从卡纳维拉尔角空军基地发射出去,它将收集我们太阳的数据,并有望回答一些我们仍然存在的基本问题。

PSP也将创造历史。最终,它的轨道距离这颗巨大的黄色恒星只有383万英里(616万公里)。

这样的接近是前所未有的。1976年,美国宇航局的太阳神2号探测器在距离太阳表面2700万英里(4445万公里)的范围内着陆。这比任何其他航天器都更接近这个天体。

但是唱片邀请挑战者。帕克太阳能探测器将比太阳神2号近7倍。地球和太阳相距9300万英里(1.5亿公里)。美国国家航空航天局(NASA)的一名科学家说,如果这两具遗体站在美式足球场的两端,PSP的任务将把它带到太阳的4码线。

太阳能勘探技术已经取得了长足的进步。然而,工程师们仍然需要记住一些限制——而且看起来我们不会很快将宇航员送上前往太阳的旅程。

高温和日冕之谜

极端高温是最明显的问题。太阳表面温度高达10340华氏度(5726摄氏度)。奇怪的是,围绕太阳的区域更热。

你知道日蚀时从月亮后面钻出来的光环吗?这是日冕。它是一层炽热的等离子体,代表太阳大气层的最上层。日冕大约从地表上方1300英里(2100公里)开始向太空延伸。

部分区域变热了。很热。在某些地方,日冕的温度可能是地表温度的300倍。没人知道为什么会这样;美国宇航局希望帕克太阳能探测器能找到一些线索。

美国国家航空和宇宙航行局的宇航员使用的宇航服可以保护他们免受高达250华氏度(121摄氏度)的高温的伤害。太空旅行者在冒险离开太阳300万英里(480万公里)之前不会遇到如此极端的高温。在那之后,高温会把太空服的内部变成一个热气腾腾的大锅。把飞船的安全放在标准的太空服里,你会脱水、昏倒甚至死亡。

但这些都是理论上的。在屈服于高温之前很久,我们勇敢的漂泊者就会被太阳辐射杀死。

如此多的辐射

太阳发出大量的辐射,包括一些我们认为是可见光的形式。当你接近太阳时,危险类型的辐射会加强。深空的高放射性水平可能与心血管问题有关。2016年的一项调查发现,在近地轨道外飞行的宇航员比在地球附近飞行的宇航员更容易死于心脏病或中风。

如果你只是穿着美国宇航局的普通宇航服随波逐流,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。

很明显,在太空船上你会过得更好。美国国家航空和宇宙航行局的研究科学家埃里克·克里斯蒂安说,有一天,设计出一种能够将人类宇航员安全运送到距太阳400万英里(640万公里)以内的飞船是可能的。但在我们考虑这样一个高风险的任务之前,我们需要看看帕克太空探测器的进展情况。

太阳风中的灰尘

为了保护其大部分数据采集设备,PSP配备了一个定制的隔热板,由两块碳复合板、一层反光涂料和一个轻质泡沫芯组成。这个盾牌看起来更像蜗牛壳而不是乌龟的壳:它不是将整个探针包裹起来,而是放在探针的一侧。当面对太阳时,这个“热保护系统”将保护它背后的仪器免受热辐射的伤害,而热辐射的强度是绕地球轨道运行的卫星的475倍。

为了使PSP正常工作,热保护系统需要不断面对太阳。推进器总是会把护盾定位到正确的位置。这些推进器需要燃料,最终飞船会耗尽燃料。Parker Solar Probe被设计成至少绕太阳运行24圈。在2025年任务结束后,将没有足够的燃料使推进器工作更长时间。PSP不受保护的部分会转向太阳并分解,将探测器转化成大量的太空尘埃。

穿越水星的基准

PSP可以追溯到NASA的起源。1958年10月24日,在政府成立不到三个月后,委员会中的一个提出了一个雄心勃勃的建议:派遣一个人造探测器到水星以外的地方,近距离观察太阳。

水星离太阳的距离通常在2900 - 4300万英里(4600 - 7000万公里)之间。PSP将深入到行星的轨道内。在那里,它将收集关于太阳风的信息——这一现象仍然不为人所知,但可以摧毁卫星,并真正破坏我们在地球上的GPS信号和无线电通信。如果探测器能帮助我们找到预测这些风的方法,它最终可能为世界节省上万亿美元。我们能说什么呢?好奇心有回报,探索也有回报。

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