人类要首次触摸太阳:NASA帕克号将成速度最快的人造飞船
帕克号飞临太阳(概念图)
这个周末的太空中,除了将要上演日偏食和壮观的英仙座流星雨外,还有一件大事值得关注,那就是美国宇航局计划于北京时间周六15:33分发射升空的帕克号太阳探测器。
美国宇航局的帕克号太阳探测器高约3小米,大小与一辆小汽车相当,它将直接深入太阳的大气内部,距离太阳表面最近时不到620万公里,这将是人类探测器首次如此近距离的与太阳亲密接触。而它也将在太阳巨大的引力作用下成为迄今最快的人造飞船。
不过要实现这些创纪录的目标并不容易,光是飞抵太阳就不那么简单!
NASA揭秘帕克号太阳探测器任务
需要比前往火星更多的能量
在我们的太阳系中,太阳无异于整个系统中的主宰。它的质量占到太阳系的99.8%,它的巨大引力则维系着整个系统内的一切,近至水星,远及1860亿公里外的奥尔特云。正因太阳的引力如此强大,要接近太阳也异常的困难,所需的能量比前往火星还要多55倍。
为什么会这么难?想想看,地球为何没有飞入太阳而是环绕它公转,答案就在其中。
我们的地球环绕太阳的速度非常快,时速高达10.78万公里,但因为太阳巨大引力的拉扯,所以地球能够环绕着太阳。
NASA短视频揭示为何去到太阳有多困难
示意图中的垂直方向箭头表示探测器从地球继承过来的侧向速度
用于发射帕克号的Delta IV重型火箭被缓慢竖立至发射塔
由于惯性,即使发射的探测器摆脱了地球的引力,但它仍然保持着地球带给它的原有侧向速度。如果想要探测从地球飞向太阳,科学家就需要想办法让这个从地球继承过来的侧向速度变为零,然后探测器才能被太阳的引力拖拽过去。
不过,即将发射的帕克号探测器需要能够掠过太阳的大气层,它的侧向速度只需要减少约8.5万公里/小时,才能实现其探测目标,但这并非易事。
除了要用到推力强劲的Delta IV重型火箭外,帕克号探测器还将在七年的任务旅途中,七次掠过金星,依靠金星的引力降低前面提到的侧向速度进行变轨。在金星引力的帮助下,帕克号探测器的最终轨道将史无前例的接近太阳,最近时于太阳可见的表面仅616万公里。
需要注意的是,在接近太阳的过程中,帕克号的侧向速度虽然有所降低,但在太阳极端引力的作用下,探测器整体的速度将大幅提升。在最终轨道上,帕克号探测器的时速将达到69.2万公里,届时将成为迄今速度最快的人造物体。
帕克号运行轨道示意图,红线所示
帕克号正在安装碳复合防护层以进行测试
如何抵御1300度高温
当帕克号接近太阳后,它还将迎来另一项考验,那就是高温。当帕克号最接近太阳时,其外部温度可高达1377摄氏度。
为了能够完成这项前所未有的考察任务,飞船将装备有4.5英寸(约11.43厘米)厚的碳复合防护层。在防护层的保护下,飞船内部的四件探测设备将能够在室温的环境中进行工作,研究太阳磁场、等离子体、高能粒子及对太阳风成像。
作为首要科学目标,帕克号将追踪能量和热量如何穿过日冕内部,揭开太阳风和以及高能粒子被加速的谜团。
美国宇航局科学任务理事会副主席托马斯·朱伯肯(Thomas Zurbuchen)表示:“帕克将抵达人类此前从未触及的空间,有望揭开科学家60多年来试图解答的科学问题。”
帕克号探测器,这是它在太空环境模拟器内完成测试后,被缓慢吊起。
已经被安装在第三级火箭顶部的帕克号
NASA本周六直播发射
按照任务计划,帕克号绕太阳一周约需88天,将在6年内围绕太阳飞行24圈,途中七次飞临金星,并逐渐接近太阳。如果一切顺利,2018年9月28日,它将与金星首次会面;2018年11月1日,则将首次飞临太阳附近。
此外,帕克号还携带有一枚芯片,存储有全球超过110万名公众的姓名。今年3月至5月,美国宇航局曾邀请公众通过网络提交自己的姓名,被成功提交的姓名将随帕克号一块飞向太阳。
目前,根据美国宇航局的最新公告,帕克号预计于北京时间8月11日15:33分发射升空。有兴趣的网友,可以当天下午15:00登录NASA网站观看帕克号太阳探测器的发射直播。(dogstar)