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美国宇航局决定用探测器向太阳进发

展会前线中国仪表网2008年06月12日 08:31人气:523

    现在,美国宇航局已决定向太阳进发。宇航局总部项目科学家里卡·古哈特哈库塔(Lika Guhathakurta)表示:“这将是我们第一次造访一颗活恒星。这是太阳系中一个尚未被探测的区域,上演重大发现的可能性绝对超乎想象。”

  最早于2015年发射
  此次任务的代号为“太阳探测器 ”(Solar Probe plus)。届时,这艘抗热飞船将进入太阳大气层,提取太阳风和与磁学有关的第一手样本,太阳探测器 最早将在2015年发射。任务策划者相信,截至7年后太阳任务结束时,太阳探测器 将帮助科学家揭开天体物理学的两个谜团,同时带来众多新发现。古哈特哈库塔说,太阳探测器 仍处在早期设计阶段,在宇航局总部被称之为“预阶段A”。“我们仍有大量工作需要完成,但心情却是非常兴奋的。”

  据悉,约翰斯·霍普金斯应用物理学实验室将负责为宇航局设计和制造这艘飞船。在此之前,物理学实验室曾派遣探测器朝太阳进军。它的“信使”号飞船于2008年1月完成其第一次飞越水星的壮举,“信使”号采用的抗热技术中很多也将运用到太阳探测器 上面。(此次任务之所以被称之为“太阳探测器 ”是因为这艘飞船立基于应用物理学实验室2005年初的设计成果——“太阳探测器”。)
  最近时,太阳探测器 与太阳之间的距离将只有700万公里或者说9个太阳半径。此时,探测器的碳合成隔热板必须经受住1400多摄氏度高温的考验,同时在辐射“风暴”中幸存下来,所有这些严峻考验都是此前任何飞船没有经历过的。毫无疑问,太阳探测器 自然要使用太阳作为能源,它通过自身携带的液冷式太阳能电池板获取电量——在阳光过于强烈时,电池板可以缩到隔热板之后。由于身在如此近的距离,太阳的现身次数将是在地球空中出现次数的23倍。

  揭开两个谜团
  此次太阳任务力图揭开的两个谜团分别是日冕的高温以及太阳风令人不解的加速度。
  谜团一:如果将一个温度计插进太阳表面,它的读数将达到6000摄氏度左右。直觉告诉我们,在把温度计拔出来的时候,它的读数应该降低,但令人不可思议的是,读数居然是不降反升。太阳的外层大气——日冕温度超过100万摄氏度,是太阳下层大气的几百倍。从进行第一次测量到现在已经有60多年历史了,但为什么会出现如此高的温度仍旧是一个谜。

  谜团二:太阳会喷射出炙热的横扫整个太阳系的带电粒子风,也就是所谓的太阳风,它的速度可达到每小时100万英里(约合每小时160万公里),行星、彗星和小行星都会感觉到它的存在。令人好奇的是,太阳表面附近并没有出现强烈的太阳风,而行星之间出现的太阳风强度却很高。很显然,在行星与太阳之间一定存在一些未知因素造就了太阳风如此高的速度,但究竟是什么因素,目前尚不得知。

  古哈特哈库塔说:“为了揭开这些谜团,太阳探测器 将进入日冕内部,这里是此次任务上演的地方。”太阳探测器 主要携带在设计上可以感知飞船周围环境的设备,其中包括一台磁力计、一台等离子体波传感器、一台尘埃探测器、电子与离子分析仪。她说:“原地测量将告诉我们需要知道哪些东西才能揭开日冕高温和太阳风加速度的谜团。”

  将借金星之力
  太阳探测器 唯一的遥感设备是半球状成像仪。半球状成像仪是一台望远镜,能够拍摄日冕的3维图片,与医学上使用的CAT(计算机轴向X线断层摄影术的英文缩写)扫描仪类似。这种技术被称之为日冕X线断层摄影术,是一种全新的太阳成像方式,也是唯一的选择,因为这种摄影术可以在一个靠近太阳的移动平台上工作,即在穿越日冕云层和射线过程中对其进行成像。

  太阳探测器 可能的发射日期为2015年5月,届时,这艘飞船将在第24太阳周期行将结束时执行其最初探测任务,随后在2022年第25太阳周期接近预测中的最大值时完成任务。整个过程中,太阳探测器 将在太阳周期不同阶段对日冕和太阳风进行取样。此外,它还将在任务即将结束时经历足够多次数的太阳风暴“洗礼”。

  如果用一个词形容这项任务,那只能是“危险”。研究人员表示,太阳风暴产生的很多最为危险的粒子会在日冕中获得能量,而日冕正是太阳探测器 的目的地。在执行任务时,太阳探测器 可能对这一过程进行观测,进而让研究人员展示如何才能预测威胁健康和宇航员安全的太阳高能粒子。

  太阳探测器 将利用飞越金星的方式多次进入日冕。6年时间里,这艘飞船将7次绕过金星,使飞行轨道更加靠近太阳大气层。虽然金星并不是此项任务的首要目标,但在全副武装的太阳探测器 与金星“亲密接触”时,天文学家也可加深对这颗行星的了解。古哈特哈库塔说:“太阳探测器 任务是一个具有重大意义的探测,除了上演惊人的发现外,也可以加深对太阳的了解。我们已经迫不及待,希望马上就能向太阳进发。”
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