据美国探索频道报道,400多年来,天文学家们都只能远距离地观测和研究太阳,然而现在,美国宇航局(NASA)却计划派遣一艘探测飞船飞往温度奇高的太阳日冕,对太阳进行近距离的研究。NASA计划在2015年左右将这枚太阳探测器发射升空,并期望它能解开困扰科学家多年的两大太阳谜团--日冕和太阳风的奥秘。“这是人类史上第一次,我们要去拜访一个活生生的、激情澎湃的恒星,”美国航空航天局总部项目首席科学家利卡·古哈莎库塔说:“这是太阳系内我们从未涉足的领域,上演重大发现的可能性绝对超乎想象。”
最早于2015年发射
执行近距离探测太阳任务的“太阳探测器+”,是一艘超耐高温的太空飞船。它可以飞进太阳的大气层,对太阳风和太阳磁场进行近距离的取样和观测。这架太空飞船最早将于2015年发射升空,之后开始长达7年的探测任务。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太阳周期到达顶峰之前结束探测任务。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”。
该太阳探测器在近7年的飞行时间内,将通过7次飞越金星,借助金星之力使飞行轨道一次比一次更加靠近太阳大气层,直达太阳上空656万公里处的近日点。在如此近的距离中,此探测飞船的碳合成抗热板必须能够抵挡超过1400摄氏度以上的剧热,并承受此前没有任何太空船曾经承受过的高辐射“风暴”。在如此近的距离下,假如有人能够坐在这艘探测飞船中,那么他眼中看到的太阳,将比从地球上看到的太阳还宽23倍。这一距离是之前所有太空探测器离太阳最近距离的八分之一。
30多年构建成熟的探测器
来自美国和国际上的专家们已对这项太阳探测项目筹划了30多年,然而他们却一直陷入表面上不可克服的技术和预算限制。直至今年2月,由约翰·霍普金斯应用物理学实验室领导的研究小组在“信使号”飞船的基础上,完成了此太阳探测器工程和使命设计方案。据了解,“信使号”于今年1月首次飞越水星,并计划于2011年再次对水星进行勘测。此探测器的太阳防护板在“信使号”遮阳装置的设计基础上进行了强化升级。
根据设计,这个太阳能动力探测器重1000磅(约453公斤),耗资7.5亿美元。其初步设计包括:一个在太空飞船顶部直径2.7米、15厘米厚的碳泡沫太阳防护板;两组可以像太空飞船机翼可以收缩扩展的液冷式太阳能电池板,这种电池板调节收缩状况以确保该太空飞船在太阳系内部飞行时保持适合的温度,并提供恒定的动力源。当该飞船最近距离接近太阳时,必须承受地球轨道运行500倍的太阳强度。
其上面主要携带有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、一台电子与离子分析仪。其中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。
欲解太阳二大谜团
NASA科学家相信,“太阳探测器+”飞船将有望解开困扰科学家多年的两大太阳奥秘--太阳日冕高温和太阳风加速之谜。
日冕之谜:让我们在太阳表面插个温度计,读数将是大约6000度。根据常识,离太阳越远温度应该越低;但事实恰恰相反。太阳外层大气即日冕的温度竟然超过了100万摄氏度,这比太阳表层热了几百倍。自从60年前观测到这一现象起,这就一直是个未解之谜。
太阳风之谜:太阳在不断向太阳系发射炙热的粒子风暴--也就是所谓的太阳风,其速度可高达几百万公里每小时。行星、彗星、小行星无不受之影响。但奇怪的是,在太阳表面并没有任何明显的强风存在,可当太阳风抵达太阳系行星时,却变成了真正的“狂风”,是地球风速的上万倍,科学家怀疑,在太阳和行星之间可能存在一些未知因素,从而让太阳风获得了如此高的加速度。但问题是,这是什么力量呢?
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