“帕克号”太阳探测器,成功升空!要去摸摸太阳!

青田石头

北京时间8月12日下午3点31分，具有历史意义的帕克太阳探测器（Parker Solar Probe）在卡纳维拉尔角空军基地 SLC-37B 发射位由德尔塔4 重型火箭发射升空！



经过43分钟的飞行之后，虽然期间经历了第三级疑似失联的惊险时刻，最终有惊无险，帕克探测器成功与火箭分离，独自踏上了奔赴太阳的漫漫长路，也就此揭开了人类探索太阳的新征程！

帕克探测器逐渐接近太阳示意图（图片来源：NASA)

整个发射过程是这样的：



图丨现场发射

点火发射后，三台助推器正常运行，中央助推器采取节省燃料模式。发射后90 秒，火箭以音速飞行。发射2分45秒后，现在火箭重量是起飞时的一半。

点火发射10分45秒时，为节省燃料将关闭二级发动机，德尔塔火箭开始了13分钟的滑行，随后将重新开启RL10B-2发动机以推动帕克太阳探测器飞离地球。

发射20多分钟后，RL10B-2发动机已经重新启动，按原计划将持续14分钟左右，这一引擎将为探测器提供足够速度以挣脱地球引力。

发射30分钟，探测器飞越非洲上空，联合发射联盟报告引擎一切正常。

39分钟，第三阶段点火，诺斯罗普格鲁曼公司的Star 48BV发动机开启固体燃料以推动帕克探测器的7年绕日飞行。

发射40多分钟后，NASA官方确定帕克探测器的太阳能电池阵已经完全展开。

此次探测任务大约需要多久？

帕克太阳探测器预计于10月份抵达金星轨道，探测器将在11月初启动第一圈绕日飞行，最快于今年12月收到第一批对日探测信息，而第二圈飞行需要等到明年5月，随着绕行圈数增加，获得的数据也就更加准确完备。

这项探测任务预计结束时间为2025年6月，7年任务中，探测器将绕日飞行24圈，这是一项伟大的、令人难以置信的大胆旅程。



为什么叫帕克太阳探测器？



图丨帕克老爷子也在深夜到现场“支持”

帕克太阳探测器以现代太阳风和磁重联理论的奠基人、美国科学院院士——尤金·纽曼·帕克(Eugene Newman Parker)的名字命名。“太阳仅仅是宇宙中的初级谜题。”现年91岁的帕克说。因为太阳是一颗我们可以近距离研究的恒星，而了解太阳能够帮助我们了解更加遥远的恒星。



纽曼·帕克



创造三项人造航天器之最

距离最近

Parker将会成为距离太阳最近的人造天体，设定的最近距离约为610万公里，不仅首次进入太阳的日冕层，而且还打破了太阳神 2 号探测器在 1976 年4月17日创下的4343.2万公里的此前最近距离记录。



飞向太阳的帕克太阳探测器。（来源：NASA/Johns Hopkins APL/Steve Gribben）

温度最高

由于距离太阳近，且又运行在日冕层，所以 Parker 将会承受奇高无比的温度，探测器面向太阳的一面需要承受高达1377摄氏度的高温，但又必须要保证工作仪器始终处在几十度的室温条件下，可想难度之高。



（来源：NASA）

速度最快

为了能够挣脱地球引力的束缚，成为太阳系内的星体，Parker 也将创造人造物体有史以来最快速度的记录。据估计，其将以70万公里的时速绕太阳运行，远超当年太阳神2号的25万公里/时，打一个比方，这就相当于2022年冬奥会的两个举办地——北京和张家口之间一秒就走完全程。



帕克探测器要破解的三大难题都是什么？

1、为什么太阳光球层的温度比日冕温度低很多？

日冕是太阳大气的最外层，其内部分别为光球层和色球层。NASA数据显示，光球层的温度仅为5500摄氏度，日冕层的温度高达200万摄氏度。



日冕一个活跃区的图像。图片来源：NASA官网

戈达德太空飞行中心的研究科学家艾瑞克·克里斯蒂安说：“一般而言，距离热源越远，温度越低，但为何太阳外部大气层比内部表面温度高得多？这是个巨大的未解之谜。”



图 | 太阳结构（图源：Wikipedia）

2、科学家们想要进一步揭示太阳风的“庐山真面目”

太阳风是太阳抛洒进太空的一大堆带电粒子流，它会穿越整个太阳系，如天女散花般洒入每颗行星、月球、小行星内。当太阳风猛烈袭击地球时，就会产生美丽的极光，但同时也会干扰卫星通信和导航系统。



图丨太阳风概念示意图

帕克将在太阳风内穿梭，厘清生成太阳风的神秘过程以及太阳风如何获得高达数百万英里/小时的速度。



图 | 太阳风吹向地球（图源：Wikipedia）

3、探测器将研究被称为太空天气的现象

从地球上看，太阳像一个宁静的发光球，但实际上它是一个阴晴不定、反复无常的孩子。在愤怒时，太阳会将辐射爆发和等离子体射入太空，最极端的是“日冕物质抛射（CME）”，它会损坏电网和通信卫星等重要系统，也会给宇航员带来危险。



整流罩内的探测器。（来源：NASA/Johns Hopkins APL/Ed Whitman）



这次发射，人们为什么如此兴奋？

太阳科学家们的兴奋溢于言表，天体物理学史上的一个分水岭时刻就在眼前，帕克太阳探测器让他们真正有机会，揭开 150 年来困扰他们的日冕加热问题的神秘面纱。



帕克太阳探测器发射现场图（来源：NASA）

然而这只是一个开端，科学家将更深入地了解整个宇宙空间事件的动力学。太阳打开了一扇窗，让人们了解远处的其他恒星，特别是那些也类似太阳的恒星。对等离子体基本物理学的更深理解，也能引申到宇宙中的其他地方，如星系团或黑洞周围。

帕克太阳探测器将穿过太阳日冕，追踪能量和热量如何穿越大气层。

图片来源：NASA / Johns Hopkins APL

甚至还会有意想不到的伟大发现。帕克太阳探测器的的太阳之旅，将人类的好奇心带到了一个前所未有的太阳系区域，它的每次观测都可能是一个潜在的宝藏。

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来源 | 科普中国（ID:Science_China）

责任编辑 | 熊二老师