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好熱,感覺和太陽肩並肩了  瞎說,你以為你是探測器啊

人類歷史上有哪些瘋狂的計劃?

太空精釀,【啤博士】成員 / 航天汪一隻

美國人真要實現「登陸」太陽了。

曾經流行過一個著名的笑話:

A 國領導人:我們要在 2020 年前讓我國宇航員登陸太陽!

記者:太陽那麼熱,你們怎麼去啊?

A 國領導人:等天黑涼快了再去。

記者問 B 國領導人:你怎麼看待他的這種說法?

B 國領導人:他撒謊,太陽落山後根本就找不到了,還去哪兒登陸?

太陽系的真實體積大小比例圖(距離未按比例),可以一窺太陽龐大的身軀 ?Wikipedia/NASA

太陽是太陽系絕對的核心,它自己就佔去了太陽系所有質量的 99.86%,更是太陽系內能量的源泉。如果地球被叫做人類的母親,那麼太陽就是人類的外祖母,只不過,這個外祖母已經 46 億歲了。

在關注地球的其他親兄弟(行星)、表兄弟(矮行星)、孩子們(衛星,小行星)、甚至遠房親戚(彗星)時,人類也一直在研究這個外祖母的秘密,畢竟她繁衍出了太陽系的全部。

帕克太陽探測器藝術效果圖 ?NASA

目前,世界上最先進的帕克太陽探測器(Parker Solar Probe)已經基本組裝和測試完畢,等待 2018 年年中發射,這將實現人類最近距離觀測太陽的一次。

要知道,太陽本質上是一個巨大的氣體組成的氣團,它們被引力束縛在一起成為一個球星的發光等離子體。它表面並不像地球一樣擁有一個堅實的外殼,也不可能實現真正的「著陸」。不過這個探測器將會飛到最近距離太陽僅僅 600 萬公里的地方,相比而言太陽直徑大約 140 萬公里,這個距離已經非常接近了。

要知道,地球距離太陽 1.5 億公里、僅僅獲得了太陽輻射能量的 22 億分之一,就有了地球上所有的生命。

而帕克的這個行為是個什麼概念呢?

這大概相當於當你在距離篝火 1 米的位置取暖已經有點熱了,而帕克距離篝火是 4 厘米……

4 厘米大概就這幾個字這麼長

連全太陽系最牛的水星都距離 40 厘米遠,所以帕克離這麼近會特別熱,特別熱,特別熱!比東京都熱!帕克要面對比地球附近強 520 倍的太陽輻射,在沒有保護的情況下溫度要高至將近 1400 度!

1400 度沒概念?那你知道中餐大鍋爆炒的溫度大概是多少不?就那種還會鍋上著火的。也就 300 度以內。

所以它需要全身蓋滿一層由碳纖維製造而來的複合材料抵禦強大的溫度,這就是曾經大名鼎鼎的太空梭曾經使用的材料。

太空梭頭部熱防護材料 ?NASA

而且還得是頭部那種最強的可以抵禦最高 1700 攝氏度的那種。

光這些還不夠,畢竟即便是特製儀器,還是需要降溫到不超過 160 攝氏度。帕克的研製團隊專門設計了一套水冷系統,是的你沒看錯,用的是水作為製冷劑。

這種純水在各個儀器間循環和散熱,給儀器們降溫冷卻。考慮到帕克要經歷常溫(地球上發射時)、極冷(星際空間零下 200 多度)和極熱的巨大溫差變化,這套用水冷的系統中隱藏多少黑科技可想而知。

而至於能量來源嘛,太陽能,隨便用,畢竟離太陽這麼近,真的是取之不盡用之不竭了。

還有另外一個極大的難度,如何停到太陽附近?

由於太陽引力的巨大作用,距離太陽越近引力加速導致飛行速度越快,距離太陽越遠引力減速導致飛行速度越慢,但這產生了一個問題:飛向太陽的航天器根本「停不下來」,因為它們實在太快了相當於直接撞向了太陽的懷抱而毀滅。

也正因如此,對地球內側行星水星和金星的探測難度其實很大,尤其是距離太陽最近的水星探測難度絲毫不低於探測最遠的矮行星冥王星,人類歷史上僅僅造訪過兩次、僅實現了一次繞飛。那麼對於帕克如何停在距離太陽更近的軌道上就是難上加難了,否則就是一次自殺行動。

帕克的設計軌道 ?NASA

科學家給出的方案是藉助引力拖車,通過大橢圓軌道不斷飛掠金星。金星與地球體積相當引力也較大,在飛掠它時金星會極大影響帕克的速度大小和方向,通過反覆飛掠巧妙設計軌道就可以使帕克避免撞入太陽。

從帕克從地球出發到連續七次飛掠金星調整軌道,這個過程要持續 6 年時間!

要知道帕克將會成為人類歷史上最快的飛行器,最高達到 200 千米 / 秒,遠遠超過曾經的記錄保持者 - 德國的太陽神 2 號太陽探測器 - 當時它創造的記錄是 70 千米 / 秒。

就這麼說吧,人類最快的交通工具是民航客機,速度大約是 250 米 / 秒,帕克將比民航客機快 800 倍,從紐約到北京(12000 公里左右)大概只需要 1 分鐘時間。

這個軌道控制難度和精細程度可想而知。

帕克的傳奇還不止如此,它還是人類歷史上唯一一個以活著的人類名字命名的航天器,像之前的卡西尼、麥哲倫、伽利略都是以歷史上故去的名人命名的。

現年 90 歲的尤金·帕克依然在芝加哥大學任教 ?Wikipedia

這個人就是著名的美國天文學家尤金·帕克(Eugene N. Parker),在他 90 年的人生中(1927-),早在 40 歲時便評上了美國國家科學院院士,現今人類有關太陽的研究成果幾乎都與他息息相關,用獲獎數字來評價他對人類做出的貢獻都是無力的。

希望老爺子身體一切安好,在 2018 年親眼目睹自己(帕克)飛向人類的外祖母!

在耄耋之年任性地瘋狂一把!


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