帕克探测器穿过的日冕温度高达100万度,科学分析它将如何自保!

雪落黄河

帕克探测器穿过的日冕温度高达100万度,科学分析它将如何自保!

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NASA在2018年8月发射的帕克太阳探测器，是人类最接近太阳的探测器，预计2019年4月4日再次接近太阳时，最近距离只有2400万公里（太阳直径140万公里），
   
   太阳表面温度高达5500℃，太阳活动激起的日冕，温度更是高达100万度，日冕能到达太阳表面几百万公里的高度，所以帕克太阳探测器在近日点时，几乎就是横掠过日冕，为了不让探测器被高温摧毁，研究人员需要采取一些特殊措施。
    帕克太阳探测器所处环境，宇宙空间中粒子密度非常低，比如日冕的粒子密度大约是每立方米10^15个，只有空气的100亿分之一，即便温度很高，低密度粒子在单位时间内传递给探测器的热量是很少的，探测器外壳温度上升并不快，只要及时移走热量，就能保证外壳温度在一定范围内。
   
   就好比在烧柴火时，火焰温度高达500~600摄氏度，我们用手掠过火焰一点没事，但是我们把手伸入100摄氏度的水中时，哪怕时间再短也会被烫伤，这是因为水中的粒子密度远远高于空气，热量传递非常快。
   科学家在设计探测器时，也利用了一些巧妙措施，隔离来自太阳的热量。
   帕克太阳探测器拥有碳复合外衣，表面可以承受1400℃的高温辐射，这也是探测器在穿过100万度的日冕时，所能达到的最高温度；然后内部加上碳复合泡沫，可以把外层高温进行隔离，使得航天器主设备处于30℃的条件下。
   
   在帕克太阳探测器上，有两个设备不受隔热罩保护，一个是探测太阳能的法拉第杯，另外一个是测量带电粒子通量和速度的传感器。
   其中法拉第杯就由钛-锆-钼合金制成，本身熔点为2349摄氏度，然后还有一个产生电场保护法拉第杯的栅格由金属钨制成，熔点高达3422℃。
   由于担心主设备的线缆因高温融化，研究人员使用蓝宝石水晶管来悬挂布线，内部导线用金属铌制成，铌是一种非常稳定的金属材料，熔点高达2468摄氏度。
   
   太阳能板能给探测器提供足够的能源，在每次接近近日点时，探测器会精确控制太阳能板，使之收缩到隔热罩后面，只留下一小部分暴露在太阳辐射之下。
   而且太阳能板有着强大的液冷散热系统，使得太阳能板处于10℃~125℃之间，这是太阳能板能承受的范围。
   
   为了保证探测器姿态始终和太阳同步，在探测器的特殊位置均布有传感器，一旦传感器感应到太阳光，中央处理器就会计算自身和太阳的相对位置，然后及时修正姿态，使所有主设备始终处于隔热罩的保护之下。
   
   在探测器发射前，科学家就在实验室制造了和太阳附近相似的环境，以检查探测器各个方向上承受的温度；帕克太阳探测器的主要任务，是探测太阳风、太阳磁场、太阳高能粒子，以及日冕结构成像等等。