【儀器網(wǎng) 時事聚焦】人類的航天器已經(jīng)不止一次登上了月球，甚至在月球上留下了自己的腳印，但是在人類文明里與月亮并稱的太陽——太陽系的核心與主宰卻一直以它熾熱的溫度抗拒著人類的接近。2018年8月，美國成功發(fā)射了“帕克”太陽探測器，將在距太陽約610萬公里的范圍對太陽進行觀測。這是自1974年赫利俄斯1號探測器飛向太陽以來，人類距離太陽近的一次。
近日，美國航天局公開了“帕克”太陽探測器帶來的首批研究成果并在《自然》雜志上發(fā)表4篇天體物理學論文。文中首次描述了快速旋轉(zhuǎn)的太陽風、太陽風中磁場方向的快速翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象等日冕活動的觀測成果，推動了人類對太陽風與日冕認識的進步。
日冕是太陽大氣的外層，與太陽表面(光球?qū)?僅為5500℃的溫度不同，日冕層的溫度可達150萬到200萬℃。離太陽核心更遠的日冕層溫度卻比太陽表面高了數(shù)百倍，這一現(xiàn)象一直困擾著科學家，而“帕克”太陽探測器的第一個任務就是要幫助科學家解開這個謎題。太陽風源自日冕層的活動，當日冕層存在磁場異常的時候會形成冕洞，帶電粒子從冕洞被拋向太空，形成太陽風。太陽風與地球磁場相互作用，會影響人類的無線電通信、GPS信號還有電網(wǎng)等。“帕克”太陽探測器的第二個任務就是觀察太陽風暴并探索太陽風的速度。
為了完成這兩項任務，“帕克”太陽探測器主要搭載了四種儀器：廣域成像儀(WISPR)用于拍攝日冕物質(zhì)拋射和CMEs
輻射的圖像，可以與其他儀器獲得的數(shù)據(jù)對照，以幫助研究人員將觀測數(shù)據(jù)與大規(guī)模日冕結(jié)構(gòu)中發(fā)生的活動聯(lián)系起來；太陽風電子儀和質(zhì)子探測儀(SWEAP)利用太陽探測法拉第杯SPC和太陽探測分析儀SPAN記錄太陽風中的粒子速度、溫度、密度等數(shù)據(jù)；FIELDS是太陽電磁場監(jiān)測設備，可以捕捉太陽大氣中電場和磁場的大小和形狀，測量快太陽風和慢太陽風的特性；還有就是測量粒子能量與種類的太陽整合科學探測儀(ISIS)。
此外，為了抵抗日冕層的高溫，“帕克”太陽探測器還作了特殊的耐高熱處理。探測器擁有一層主要由碳和碳泡沫夾層材料構(gòu)成的TPS遮罩，面向太陽的一面還涂了陶瓷涂層，可在表面1400℃的高溫下配合水冷系統(tǒng)將內(nèi)部探測儀器的溫度維持在室溫。在發(fā)射之前，這些材料都經(jīng)過了反復的模擬試驗，以保證“帕克”不會進入日冕層就被融化。
太陽的高溫是矗立在研究者面前的一座大山，我們看似不自量力地“飛蛾撲火”，但每一次嘗試都讓我們朝山頂更進一步。對于未知的探索是人類進步的動力，我們對太陽的認識越深入，就越了解我們所處的世界，也更有把握應對由太陽活動帶來的各種挑戰(zhàn)。
參考資料來源：新華網(wǎng)、中國新聞周刊
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