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帕克——有望促成下一個諾獎的探測器

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翻譯:饒世豪

校對:牧夫天文校對組

後期:庫特莉亞芙卡、李子琦

責任編輯:毛明遠

封面圖片:帕克工作示意圖

Credit: NASA APL

帕克太陽探測器是人類首次在太陽周邊極端條件下探測日冕和太陽風的成功嘗試。因此,NASA授予該項目“成就勳章”。

Parker Solar Probe(帕克太陽探測器)團隊獲授勳章

Credit: NASA/Johns Hopkins APL/Ed Whitman

成就勳章

今年早些時候,在馬裡蘭州格林貝爾特的NASA戈達德太空飛行中心舉行了NASA 2019年機構榮譽獎,向公眾宣布了獲獎名單。NASA管理層認為,將這一榮譽授予參與帕克項目的政府和非政府性團隊及個人“是再好不過的選擇”。與此同時,美國宇航局還投入巨資研究未來的探測車,來探索像木星衛星歐羅巴等太陽系的地外天體,這些技術共同支撐著未來探索宇宙的願景。

11月12日,在馬裡蘭州勞雷爾市的約翰霍普金斯應用物理實驗室(APL)舉行的儀式上,本次任務的指揮告訴媒體制造和發射帕克太陽探測器是一項巨大的挑戰。如何製造一個探測器,它能耐得住太陽極端高溫異塵餘生,並且傳回足以引領太陽物理研究的科學數據,是60年來一直困擾著科學家們的難題。這一任務標誌著他們的探索達到了新的高度(在離太陽最近的時候,探測器保護層的溫度達到將近1400℃,但裡面的科學設備能夠保持在室溫)。APL為NASA設計建造探測器並且全程運營起整個探測任務。

“這是一個複雜到難以置信的、不同於任何以往建造的探測器”APL太空任務行政長官賈森·卡利(Jason Kalirai)說到:“這是一項我們等待了60年才完成的任務,因為建造一個能夠在太陽附近正常運行的航天器是一項空前的挑戰。帕克太陽探測器傳輸回來的科學數據將一改我們從前對太陽及恆星物理的認知。我們為NASA的認可感到驕傲,我們這項歷時七年的任務才進行了一年多,未來收獲可期!”

正在建造過程中的Parker Solar Probe

Credit: NASA/Johns Hopkins APL/Ed Whitman

前世

直到太空時代的到來,人們才真正認識到太陽對於太陽系的巨大影響。1958年,物理學家尤金·帕克(Eugene Parker)拿著自己的研究成果,這項成果在當時太過匪夷所思,各家雜誌紛紛拒絕了他的投稿,終於在錢德拉塞卡(Chandrasekhar)的支持下,他發表了一篇後來轟動了整個天文學界的文章,這篇文章理論上預測了太陽會將粒子以超音速噴射出來,這就是後來被稱作太陽風的現象。

1959年,美國國家科學院的辛普森委員會列出了一份清單,裡麵包含了美國應該通過專門機構執行的探索任務,這個機構就是NASA,其中包括一個研究日冕的探測器。帕克是NASA第一次以在世的人命名的探測器。

尤金·帕克(Eugene Parker)在授課

Credit:Nanjing University/Li Chuan

今生

APL開發出來的三項技術確保了帕克可以最終完成這次漫長的旅行。一個保護探測器免受太陽高溫的超高性能隔熱板;太陽能電池板冷卻系統;讓探測器能夠在人類未能探索到的領域中自行調整隔熱板的自動控制系統。帕克是迄今為止飛行速度最快的航天器(34萬公里每小時),並保持著與太陽最小距離的記錄(接近2414萬公里)。它最終將以69萬公里的時速到達距離太陽表面不到640萬公里的地方。

Parker Solar Probe發射升空

Credit: NASA/Johns Hopkins APL/Ed Whitman

這些工程技術上的革新使得帕克太陽探測器能夠引領對太陽大氣前所未有的科學研究,這些成就將改變我們對恆星和其他星系中恆星的理解。

“帕克太陽探測器是一項基礎科學任務”NASA太陽物理學部門主任尼基·福克斯(Nicky Fox)說:“這是一次通向我們未知的探索之旅,這次任務難能可貴。帕克任務是科學界和APL的工程師們通力合作結出的飽滿果實,他們共同應對解決了一系列前所未有的挑戰。”

帕克於2018年8月12日發射,迄今已完成三次近距離接觸太陽的任務。11月12日,帕克太陽探測器向公眾發布了它的第一批科學數據。11月15日,探測器將完成第三次繞日飛行,12月26日,帕克太陽探測器將第二次飛越金星,下一次到達近日點,其距離太陽表面的距離將降低到1850萬公里。

Parker Solar Probe在哪兒

Credit: NASA

帕克太陽探測器是美國宇航局“與星共存”計劃(LWS)的一部分,該計劃旨在探索太陽-地球系統中直接影響生命和社會的各個方面。LWS由NASA戈達德太空飛行中心管理,該中心隸屬於位於華盛頓的NASA科學任務理事會的太陽物理部門。約翰霍普金斯APL團隊為美國宇航局管理帕克任務。儀器小組由來自海軍研究實驗室、普林斯頓大學、加州大學伯克利分校、還有密歇根大學的研究人員主導。

結語

帕克任務才剛剛起步,目前僅發布了第一批科研數據,我們會跟蹤報導帕克的最新進展。因為尤金·帕克在太陽物理中做出的突破性貢獻,為人類探測太陽的旅途開創了一個全新的紀元,譯者認為他值得一個諾獎!

專欄打賞

『天文濕刻』 牧夫出品

微信公眾號:astronomycn

2019年11月11日水星凌日

Credit:Martin Wise

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