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这艘飞船明年将逼近太阳,它有什么特别的?
目前已有大约 20 艘宇宙飞船是以杰出科学家的名字命名的
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上周,美国宇航局(NASA)说,它将宣布明年的任务——把宇宙飞船送入太阳外大气层。Twitter 上的评论者则打趣道,宇航局可能会送人上去。
美国东部时间明天上午 11 点:关注 @NASASun 获取第一次直接飞向太阳大气层任务的最新进展。
我提议带上几个乘客 #auspol MT @NASA: 关注 @NASASun 获取第一次直接飞向太阳大气层任务的最新进展。
实际的消息到底如何?宇宙飞船还是那一艘,不过它有了一个新名字。
原本的“超级太阳探测器”(Solar Probe Plus)现在被称为“帕克太阳探测器”(Parker Solar Probe),以天体物理学家尤金·帕克(Eugene N. Parker)的名字命名,他曾成功预测出超音速太阳风——这是太阳发射出的一连串带电粒子喷射,时速可达一百英里以上。
目前已有大约 20 艘宇宙飞船是以杰出科学家的名字命名的,包括爱德文·哈勃(Edwin Hubble)、莱曼·斯皮策(Lyman Spitzer Jr.)、苏布拉马尼扬·钱德拉塞卡(Subrahmanyan Chandrasekhar)和恩里科·费米(Enrico Fermi),不过美国宇航局的任务使用一位依然在世的科学家名字还是第一次。
“尤金,在你 90 岁生日之前宣布我们将重新命名超级太阳探测器,这是我莫大的荣幸,”美国宇航局科学任务理事会(science mission directorate)副行政官托马斯·楚比兴(Thomas Zurbuchen)周三在芝加哥大学的一场典礼上说,帕克博士正是这所学校天文学和天体物理学名誉教授。
目前正在建造和测试中的探测器预计明年沿椭圆形轨道发射,随后进入水星轨道内。它将反复飞越金星作为一种重力式制动方式,以便更加靠近太阳,最终它将飞进太阳表面约 640 万公里以内,届时速度可达每小时 69 万公里。这会使它成为到目前为止人类制造的飞行速度最快的物体。
“能和这项宏大的科学任务有所关联,我感到非常荣幸,“帕克博士说。
1958 年,他预测了太阳风的存在。这一理论十分古怪,《天体物理学杂志》(The Astrophysical Journal)的审稿人最初拒绝了他的论文。当时人们认为,行星之间的区域是荒凉的真空。帕克则正相反,他描述出了加速带电粒子和冲击磁场之间复杂的相互作用。
“这是一项基本理论,从此改变了我们研究太阳、太阳风层以及普通星际空间的方式。”芝加哥大学研究部门常务副校长埃里克·艾萨克斯(Eric D. Isaacs)说。
1962 年,美国宇航局的水手 2 号宇宙飞船飞往金星,证实了帕克的太阳风预测。
从此以后,长达半个世纪的观察填补了很多细节上的空白,但还有一个核心谜团依然存在:太阳是如何生成太阳风的?解决这个疑问的难点在于太阳大气层的高温。
太阳表面温度是类似于烧烤的 5 万多摄氏度。而在距离表面大约 2000 公里的地方,太阳大气层(也就是日冕)的温度则上升到了地狱般的 350 万度。科学家仍未弄清楚其中的加热过程,不过太阳的磁场似乎在其中发挥了主要作用。超高温日冕层则给超音速太阳风提供了能量。
“除非真正到太阳面前去感受一下,否则永远没办法回答这些问题,”任务科学家尼古拉·福克斯(Nicola J. Fox)说,“为什么日冕层温度比太阳表面还高?这违背了自然规律。简直像水往山上流一样。不应该有这种情况的。”
帕克太阳探测器是为了补充重要数据而设计的,它主要测量电场和磁场、分类整理太阳风的构成成分,并给日冕拍摄照片。
从 1958 年开始,科学家的愿望清单上就一直有太阳探测器,但当时还不存在可以在灼热高温中保护探测器的材料。
帕克探测器将飞到足够远的地方,去体验几千度而不是几百万度的高温,但它仍然需要一层碳复合材料防护罩来保护自己以及里面装载的仪器。到 2025 年,它将沿轨道飞过日冕 24 次,届时科学家应该可以找到一些问题的答案。
“我喜欢把它称为太阳底下最酷、同时又最火的任务(the coolest hottest mission under the sun)。”福克斯说。
翻译 熊猫译社 乔木
题图来自 Wikimedia Commons
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