帕克逐日人类文明从未如此接近太阳

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  今天下午,史上最快、最靠近太阳的“追日神探”搭乘美国著名航天发射重器顺利部署至日心轨道,开启了史无前例的追日征程。

  从今年4月16日部署至发射架以来的4个月里,发射商ULA(美国联合发射联盟)一共进行过三次湿彩排。要知道,通常进行一次湿彩排/静态点火就可以了。可见NASA与ULA的重视程度。

  ▲所谓湿彩排(Wet dress rehearsal / WDR),就是除了点火发射之外,预演所有发射环节。”湿“,指的是这个过程中要给火箭加注液体推进剂。

  只有非常重要的发射,才会动用多次湿彩排。今年SpaceX在发射美国绝密侦察卫星Zuma前进行过两次,发射现役最强大火箭重型猎鹰前进行过多次。

  ▲所谓静态点火(Static fire),不仅包含湿彩排,而且要实际点火,只是射而不发,不会释放火箭升空。

  SpaceX每次发射前,一般采用这种方式做测试,而ULA一般采用湿彩排测试。如此重视这次发射,动用了什么运载火箭?

  这次发射承包商ULA(美国联合发射联盟),跟NASA和五角大楼渊源很深,2006年由两大巨头洛克希德马丁和波音的航天部门合并而成,甚至自称是“美国最昂贵也是最可靠的发射服务商”,一副老大哥的派头。所以,承揽到追日神探这样的重磅发射,也就不足为怪了。

  ULA动用的是德尔塔IV重型火箭(也叫三角洲IV重型火箭),是德尔塔IV系列中最大一款,还是全球现役火箭第二强大火箭。(第一为猎鹰重型,运载能力比德尔塔IV重型多一倍。)德尔塔IV重型火箭的近地轨道载荷能力可达28.37吨,地球同步轨道有效载荷13.81吨。

  该火箭采用三级模式,第一级火箭还捆绑了两枚助推器,都属于液体燃料火箭。发射成功率咋样?

  自2004年首发以来,德尔塔IV重型火箭共进行9次发射,首次发射部分失败,后来8次全部成功,成功率88.8%。

  ULA之所以敢自称是”美国最可靠的发射商“,主要是指德尔塔IV火箭(成功率97.2%)、阿特勒斯V火箭(成功率98.7%)。一人得道,全家沾光。

  帕克太阳探测器被誉为史上最靠近太阳的“追日神探”,2024年将飞抵史上最近的近日点(616万公里),比1972年NASA发射的太阳神2号差不多近了8倍,相当于水星距太阳的1/10。

  说帕克太阳探测器身价15亿美元,并不准确。实际上是整个探测项目,从立项到发射历时7年,耗资15亿美元。

  更幸运的是,帕克教授还亲身赶往发射现场,亲眼目睹了帕克太阳探测器升空盛况。饱满人生,莫过如此。

  真心希望这位科学家能够看到“追日神探”的科学成果,尤其是2024年飞抵近日点的重要时刻。

  简单来说,就是探测日冕、太阳风等奥秘。具体来说,帕克是带着三个谜题去的:

  那么,为什么要研究这三个谜题?因其关乎我们生死存亡、甚至整个地球生命的安危。自从我们发现太阳风的存在后,就开始领教了它的厉害。

  幸好有地球磁场罩着人类!太阳风肆虐的时候,绝大部分都会被地球磁场推开,残余部分就产生绝美的极光、无声的磁暴。

  很多人认为,有地球磁场罩着人类,我们怕啥太阳风!这么想你就输了。要知道,地球磁场可没有快递包裹那么严实。早在2008年NASA就发现,地球高空的磁圈曾出现过一个大洞,比地球直径还宽4倍。更可怕的是,科学家直到现在也没搞明白这到底是怎么一回事?要是有朝一日磁场洞洞大开,正赶上太阳风袭来,整个地球生命就会遭殃……

  最重要的是,太阳风到底是怎样形成的,刮风的规律是什么,科学家们也都没搞明白。如此一来,人类还能高枕无忧?所以呢,杞人忧天是对的,NASA责无旁贷。

  耗资15亿美元发射帕克太阳探测器,就是冲着揭秘去的。对于太阳物理学来说,发射帕克太阳探测器,堪比哈勃太空望远镜级别的探测任务。

  但我们知道,日冕虽然是太阳大气的最外层,温度高达200万摄氏度。200万C!人类能造出经得起这般考验的探测器?追日神探就不怕像希腊神话里的伊卡洛斯那样,被太阳瞬间溶化?

  我们知道,热传导本质上是粒子之间传递振动能,简单来说就是粒子跑得越快,温度越高。但如果粒子极少,热传导也就极低。

  日冕就是这样的空间,物质密度极小,粒子极少,能够热传导给太阳探测器的很少、很有限。

  尽管有限,但还是不敢小觑。NASA科学家估计:探测器外衣要经得起1400C。这跟6倍超音速航天器再入大气层的温度差不多,这是人类现有科技所能承受的高温。

  经过反复测试,它们能够阻挡将近1400C的高温,里面可以保持28C的常温。因为里面还装备了一套冷却系统。

  未来7年(2018年~2025年),帕克探测器将7次借助金星引力弹弓效应,逐步加速逐步接近太阳,至少24次飞越近日点。如果动力有余的线次。

  ▲图中紫色轨道代表帕克探测器,蓝色代表地球轨道,浅蓝代表金星轨道,绿色代表水星轨道,黄色代表太阳。

  更为惊人的是,预计2024年12月19日,当追日神探飞抵最近的近日点时,不仅会成为史上最靠近太阳的探测器,而且还会成为史上最快速的航天器,时速高达69.2万公里!

  要知道,迄今为止人类航天器曾创造过的最高纪录是朱诺号木星探测器,在2016年7月达到最高时速26.6万公里。此前的纪录保持者是太阳神2号探测器,最高时速25万公里。而目前正在飞行的最快探测器是旅行者1号,时速为6.1万公里,还不到帕克太阳探测器最高时速的10%。

  不过,没有最快,只有更快。这是趟一去不复往的单程之旅,预计2025年6月使命结束后,帕克最终将以时速72万公里的极高速,拥抱太阳,追日而去……