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注意,前方擦屏幕——我看到了太陽黑點!

與地球相距1.44億公里,移動速度超過所有人造物體、一臺和汽車差不多大小的小小飛行器,面對著比地球大100萬倍的恒星,沖向了它——

其任務(wù)是解開這顆非凡恒星的奧秘。


2018年8月,NASA首次執(zhí)行了對恒星的飛行任務(wù),旨在探尋我們太陽系的最后一個偉大領(lǐng)域—太陽。該任務(wù)的航天器名為“帕克太陽探測器”,是有史以來速度最快的人造物體。它以每小時450,000英里的速度飛行,并計劃飛向離恒星表面約400萬英里的太陽“大氣層”,以期徹底改變我們對太陽的認(rèn)知。

這部新的紀(jì)錄片將通過挖掘有關(guān)太陽的驚人科學(xué)以及這次NASA任務(wù)的幕后故事來跟蹤記錄這次開創(chuàng)性的事件??蚩?qū)⑼ㄟ^三個部分向大家介紹,這個“太陽任務(wù)”的細(xì)節(jié)——


What is 
“MISSION TO THE SUN”


首先,這項NASA要進(jìn)行的空前任務(wù)是一項共耗資15億美元的科學(xué)計劃,由尼基·??怂关?fù)責(zé)。


負(fù)責(zé)運載的火箭——三角洲四號運載火箭是美國最大的火箭,可將22679公斤重的間諜衛(wèi)星發(fā)射到環(huán)繞地球的軌道上。


而負(fù)責(zé)探測的帕克太陽探測器重量僅僅680公斤,卻需要強大的發(fā)射力量才能達(dá)到所需的速度,飛行1.44億公里到達(dá)目標(biāo)。


對比起太陽,帕克太陽探測器可以說是非常不起眼,遠(yuǎn)看起來,幾乎就像是太陽上一個小小的黑點。

前方擦屏幕?。╞ushi

框框和大家一起來看一下太陽的大?。?/span>

太陽表面可以排列109個地球,內(nèi)部可放入100多萬個地球,體積大到噴氣式飛機(jī)要花近6個月的時間才能繞太陽一周。


同時,太陽的中心有一座巨大的核聚變反應(yīng)堆,促使原子碰撞,進(jìn)而產(chǎn)生1500萬攝氏度的高溫,在太陽中心的周圍,有一顆超高溫的巨大等離子球,即一團(tuán)電子云,其成因是原子被超出我們能理解的熱能和壓力撕裂。

然而太陽的超強能量時刻在變化,因此航空航天局的戈達(dá)德太空天氣研究中心每天24小時都在研究太陽。


Why should we fly
“MISSION TO THE SUN”


太陽十分活躍,并時不時發(fā)生巨大爆炸,向地球放出輻射、拋出粒子、釋放大量能量。所有的動能偶爾會產(chǎn)生巨大的太陽風(fēng)暴,這些被拋射出的物質(zhì)會撞擊地球,使地球的磁場位置震蕩,這也是太陽任務(wù)發(fā)起的原因之一。

而在地球上的我們很幸運地沒有意識到,在數(shù)百萬公里外的太空,發(fā)生了這些巨大的爆炸?,F(xiàn)在活著的人很少能感受到太陽表面大規(guī)模噴發(fā)帶來的沖擊。但159年前,我們所知最大規(guī)模的太陽噴發(fā),使地球陷入了巨大的混亂。


1859年9月1日,英國天文學(xué)家理查德·卡林頓在他位于英國雷德希爾村的住處,畫出利用望遠(yuǎn)鏡頭射出的太陽黑子,也因此記錄下了有史以來最大規(guī)模的太陽耀斑。


發(fā)現(xiàn)耀斑的18小時后,地球瞬間陷入混亂。電報先開始冒火花,然后開始起火燃燒;指南針開始亂轉(zhuǎn),電報系統(tǒng)中斷了整整4天。


——這場太陽耀斑的規(guī)模十分龐大,以至于產(chǎn)生了磁暴,這類磁暴會造成地球磁場變形,并將所有這些能量注入輻射帶。當(dāng)時的人們甚至在古巴、澳大利亞、英國、佛羅里達(dá)州等這些世界上過去從不曾出現(xiàn)過極光的地方都看到了北極光。


這場導(dǎo)致全球各地陷入混亂的磁暴,現(xiàn)在被科學(xué)家稱為卡林頓事件。

有人預(yù)估如果這類事件發(fā)生在現(xiàn)在,我們又沒有足夠的預(yù)警能力去事先切斷輸電電流,所有的變壓器都會損壞,可能需要好幾年、好幾十年才能恢復(fù)所有電力——斷網(wǎng)、食物運輸、恐慌… 如果此時發(fā)生其他自然災(zāi)害,人類又該如何自處?


想減輕這類事件的影響,必須要提早發(fā)布太陽沖擊警報,為此人們需要獲得科學(xué)數(shù)據(jù),唯一的方法就是前往太陽。

考慮到再次發(fā)生磁暴的嚴(yán)重后果,太陽任務(wù)就這樣誕生了。

How could we accomplish
“MISSION TO THE SUN”


帕克太陽探測器跟一輛汽車差不多大小,里面卻塞滿了數(shù)量龐大的組件:

——天線記錄有關(guān)磁場的數(shù)據(jù)。


——探測器上唯一一部攝像機(jī),拍攝急速從旁通過的太陽風(fēng)。


——分析儀記錄加速飛向太空的高速粒子。


——但只有一部儀器,能夠完全承受太陽的狂暴。

太陽探測杯位于宇宙飛船外,觀察完整的太陽環(huán)境,測量有什么從太陽那里飛過來撞擊宇宙飛船,太陽粒子涌入太陽能探測杯,然后被導(dǎo)入探測杯,以測量粒子的速度和溫度。


太陽能探測杯是太陽科學(xué)家賈斯廷·卡斯珀的發(fā)明。在最接近太陽之處的太陽亮度是在地球上看到的四到五百倍,因此任何暴露在外面的表面比如太陽能探測杯的正面,溫度可能高達(dá)1500或1600攝氏度。但太陽風(fēng)需要流入儀器以此進(jìn)行測量,所以并不能有任何蓋子或其他抵擋熱度的遮蓋物蓋住探測杯,探測杯必須敞開一直正對太陽。


卡斯珀花了十多年,研發(fā)他的太陽能探測杯,他認(rèn)為耐熱性高的合金,比如鈦、鋯、鉬、鎢或許耐得住太陽的高溫。

然而,卡斯珀找不到有足夠陽光的地方來驗證這項理論。


——這個特別的地方出現(xiàn)在了法國鄉(xiāng)下。

在比利牛斯山脈,有一所科學(xué)機(jī)構(gòu)完全符合他的需求。


太陽能爐上的書簽面鏡子會將太陽的熱能和光,反射到一面13層樓高的拋物面鏡上,再引向一個焦點,焦點的溫度高達(dá)3500攝氏度——這個溫度是多數(shù)火山熔巖的3倍,輕易就能熔化鋼條。


而在這里的實驗證明,卡斯珀用耐熱鎢制造的太陽能探測杯能夠抵擋得住太陽的熱。




太陽任務(wù)的故事不止于此……想知道帕克太陽探測器最終成功抵達(dá)太陽了嗎?其中傳回的數(shù)據(jù)又如何?
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