NASA的帕克太阳探测器创造历史,完成与太阳的最近距离飞行

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NASA的任务团队确认，“触摸”太阳的任务在2024年12月24日完成了创纪录的最近距离飞行后成功生还。
NASA 的帕克太阳探测器以每小时43万英里的惊人速度穿过太阳大气层，仅距离太阳表面380万英里，打破了此前的飞行纪录，成为人类制造的速度最快的物体。12月26日晚接收到的信标信号确认探测器安全通过这次近距离飞行并运行正常。
这是第一次在如此近距离完成的飞行，探测器得以进行无与伦比的科学测量，这些测量有可能改变我们对太阳的理解。
“以如此接近太阳的距离飞行是人类首个星际任务中的历史性时刻。”
——尼基·福克斯（Nicky Fox），NASA科学任务理事会副局长
“通过近距离研究太阳，我们可以更好地理解其对整个太阳系的影响，包括对我们在地球和太空中每天使用的技术的影响。此外，这也能帮助我们了解宇宙中恒星的运行规律，为我们寻找太阳系外宜居世界提供重要线索。”尼基·福克斯表示，她目前在华盛顿的NASA总部领导科学任务理事会的工作。

video: https://mp.weixin.qq.com/mp/readtemplate?t=pages/video_player_tmpl&action=mpvideo&auto=0&vid=wxv_3787323685539856385NASA的帕克太阳探测器在2024年12月24日完成了创纪录的最近距离飞行，并成功生还。探测器以惊人的速度穿越太阳大气层，仅距离太阳表面380万英里，以每小时43万英里的速度飞行——这是人类制造的物体有史以来最快的移动速度。影像来源: NASA
该视频可在https://svs.gsfc.nasa.gov/14741免费分享和下载。
帕克太阳探测器在过去的六年中为这一历史性时刻做了精心准备。自2018年发射以来，探测器利用金星的七次引力辅助飞行逐步向太阳靠近。在2024年11月6日完成最后一次金星飞掠后，探测器进入了最佳轨道。这一椭圆轨道使探测器每三个月就能与太阳保持一个理想距离——既足够接近以研究太阳神秘的运行过程，又不会因过近而被太阳的高温和有害辐射摧毁。在任务的剩余时间内，探测器将维持这一轨道。

“帕克太阳探测器正在面对太空中最极端的环境之一，并且超出了所有人的预期。”帕克太阳探测器项目科学家努尔·拉瓦菲（Nour Rawafi）表示。他所在的约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室（APL）位于马里兰州洛雷尔市，负责设计、建造并操作该探测器。“这一任务正开启太空探索的全新黄金时代，让我们比以往更接近破解太阳最深邃、最持久的奥秘。”
在接近太阳的环境中，探测器依靠碳泡沫保护罩来保护其免受太阳高层大气（即日冕）中极端高温的影响。日冕的温度可超过华氏100万度，而保护罩的设计温度能承受高达华氏2,600度（足以融化钢铁）的温度，同时将其后方的仪器保持在舒适的室温。在炽热但低密度的日冕中，屏蔽预计会升温至华氏1,800度。


探测器创下的距离太阳仅380万英里的纪录，听起来似乎很远，但在宇宙尺度上，这已经是非常接近了。如果将太阳系的比例缩小到太阳与地球之间的距离相当于一个橄榄球场的长度，那么帕克太阳探测器仅距离终点区约四码——足够深入太阳的稀薄外层大气，即日冕。影像来源: NASA/APL
“能让探测器如此接近太阳是一个巨大的成就。”帕克太阳探测器任务系统工程师约翰·维尔茨伯格（John Wirzburger）说道，他在约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室（APL）工作。“这是太空科学界自1958年以来一直希望攻克的挑战，多年来技术的进步才使这一目标成为可能。”
通过穿越太阳日冕，帕克太阳探测器可以进行测量，帮助科学家更好地理解这一区域为何如此炽热，追踪太阳风（逃离太阳的持续物质流）的起源，并揭示高能粒子如何被加速到光速的一半。
“这些数据对于科学界来说非常重要，因为它为我们提供了一个全新的视角。”NASA总部的项目科学家兼日球物理学家凯莉·科雷克（Kelly Korreck）说道。她参与了该任务的一台仪器的开发工作。“通过直接观察太阳大气中发生的情况，帕克太阳探测器彻底革新了我们对太阳的理解。”

此前的飞行已经帮助科学家深入了解了太阳。在2021年首次进入太阳大气时，探测器发现日冕的外边界不像预期的那样平滑，而是充满了尖峰和谷地。此外，帕克太阳探测器还精确定位了太阳风中重要的“Z”字形结构（称为回折，switchbacks）的起源，这些结构位于太阳可见表面——光球层。
自那次首次进入太阳大气以来，探测器在日冕中停留的时间越来越长，而那里正是大多数关键物理过程发生的区域。


这张概念图展示了帕克太阳探测器即将进入太阳日冕的情景。图片来源: NASA/Johns Hopkins APL/Ben Smith
“我们现在已经了解了太阳风以及它从太阳加速离开的过程。”NASA位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心的帕克太阳探测器任务科学家亚当·萨博（Adam Szabo）表示。“这次近距离接触将为我们提供更多数据，帮助我们理解太阳风在更靠近太阳的区域如何被加速。”
帕克太阳探测器还在太阳系内部区域取得了多项发现。观测显示，巨大的太阳爆发事件（称为日冕物质抛射，Coronal Mass Ejections）在穿越太阳系时如何清除尘埃，其他观测还揭示了关于太阳高能粒子的意外发现。此外，金星的飞掠记录了该星球大气层中自然的无线电辐射，以及其轨道尘埃环的首张完整图像。
目前，探测器只传输了确认其安全的信号，但很快它将进入一个能够下传最新太阳飞行数据的位置。
“从探测器传回的数据将是关于一个人类从未到达过的地方的全新信息。”
——乔·韦斯特莱克（Joe Westlake），NASA总部太阳物理部主任
“从探测器传回的数据将是关于一个人类从未到达过的地方的全新信息。”NASA总部太阳物理部主任乔·韦斯特莱克（Joe Westlake）表示。“这是一项令人惊叹的成就。”
按照计划，帕克太阳探测器的下一次近距离太阳飞行计划将于2025年3月22日和2025年6月19日进行。
参考来源: https://science.nasa.gov/science-research/heliophysics/nasas-parker-solar-probe-makes-history-with-closest-pass-to-sun/

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