帕克太陽探測器是美國于2018年發(fā)射的一架太空探測器，它的首要太空任務(wù)是研究太陽的日冕，并解開日冕謎題。該航天器配備了尖端科學(xué)儀器，用于收集有關(guān)太陽風(fēng)和太陽磁場的數(shù)據(jù)，它在距離太陽表面640萬公里的地方經(jīng)過，在那里它會遇到超過1400攝氏度的高溫。
最接近太陽的人造探測器
帕克太陽探測器是人類歷史上首個直接飛越太陽大氣層外層的探測器，目的是揭開太陽外大氣層，也就是日冕的許多謎題，另外還將探索太陽風(fēng)、日冕物質(zhì)加熱和高能粒子加速等關(guān)鍵問題。
為了抵御極端的溫度和輻射，該探測器配備了先進的熱防護盾，可以承受高達(dá)約1370攝氏度的太陽輻射。它使用了多項儀器和傳感器，包括太陽探測器、太陽日冕成像儀、太陽粒子能量計等，來獲取太陽的圖像和數(shù)據(jù)。
探測器的軌道設(shè)計也非常獨特，因為考慮到它會經(jīng)過名為日冕加熱傳導(dǎo)區(qū)的區(qū)域，也就是太陽大氣層的一部分，所以探測器將在離太陽表面僅約6百萬公里的位置進行探測，這比地球和太陽之間的距離還要近。這將使它成為迄今為止最接近太陽的人造探測器。
帕克太陽探測器的主要目標(biāo)是增進人類對太陽活動和日冕加熱的理解，以及解釋太陽風(fēng)和太陽活動對地球和太陽系的影響�？茖W(xué)家們?nèi)绻軌蚋玫仡A(yù)測太陽風(fēng)暴和日冕物質(zhì)拋射，就能夠提高對太陽活動的預(yù)警和防范能力。
關(guān)于日冕的謎題
日冕加熱是指太陽大氣層中的一種現(xiàn)象，具體來說，它使太陽的外層大氣層的溫度比太陽表面更高。太陽表面的溫度約為5500攝氏度，而外層大氣層，即日冕層的溫度卻高達(dá)數(shù)百萬度，這是一個非常反常的現(xiàn)象。
科學(xué)家們一直對這個問題進行研究，并提出了一些理論。其中一個主要的理論是磁場重聯(lián)，該理論認(rèn)為太陽的日冕和表面都有強大的磁場，當(dāng)磁場線相互碰撞或重新連接時，能量釋放愈發(fā)強烈，從而使日冕受到強烈地加熱。這就像兩根橡皮筋纏繞在一起，突然解開時所產(chǎn)生的巨大彈力。
日冕加熱不僅僅是太陽的內(nèi)部現(xiàn)象，它對地球和整個太陽系都會產(chǎn)生重要影響。一方面，日冕溫度升高所以會產(chǎn)生太陽風(fēng)，太陽風(fēng)可以被簡單理解為帶電粒子的流動，其產(chǎn)生的輻射對地球電離層和衛(wèi)星有很大影響。另一方面，日冕物質(zhì)拋射也與日冕加熱有關(guān)。
物質(zhì)拋射則是日冕產(chǎn)生的物質(zhì)噴發(fā)，也會釋放出大量的帶電粒子和磁場，對地球磁場和通信系統(tǒng)等造成干擾。因此，如果能夠研究透徹日冕和日冕加熱的原理，并抓住其規(guī)律，就能夠避免很多地球上的不必要損失。
帕克探測器搭載了什么黑科技？
帕克太陽探測器在2021年4月第八次飛越太陽時俯沖進入了太陽的日冕，成為人類歷史上第一個“接觸”太陽的航天器。該探測器將在其7年的飛行周期內(nèi)完成24圈太陽軌道運行，并將要比任何一架人類發(fā)射過的探測器靠近太陽。
要完成這個“不可能”的任務(wù)，首先探測器需要極高的速度，在第10次近距離飛越太陽時，強大的太陽引力將探測器加速到每秒163公里的最高速度，這相當(dāng)于每小時58.6萬公里，這比以往任何人類探測器都快。
據(jù)稱，在最接近太陽的時候，探測器將達(dá)到約每小時70萬公里的速度。其次，如果沒有一系列金星飛越輔助，探測器不可能繞太陽俯沖。在其整個飛行周期中，探測器將使用七次金星飛越來逐漸縮小其圍繞太陽的軌道。
因為金星質(zhì)量較大，通過接近金星進行飛躍可以利用其引力來改變航天器的速度和軌道。換句話說就是，航天器在接近金星時受到引力的吸引，然后可以以更高的速度離開金星，這使得它可以進一步前往其他目標(biāo)。金星飛躍在太空探測任務(wù)中被廣泛應(yīng)用，以節(jié)約燃料并提高任務(wù)效率。
最后就是帕克探測器有著很強的抵抗高溫的能力，當(dāng)探測器最接近太陽時，其遮陽板將遇到接近1400攝氏度的高溫，而航天器的科學(xué)儀器將免受這些灼熱溫度的影響，并保持其接近室溫，即30攝氏度左右。
探測器配備了特殊的熱防護盾，這個熱防護盾由復(fù)合材料構(gòu)成，它的主要功能是反射和散射大部分的熱能，將探測器本體與太陽熱源隔離開來，保持內(nèi)部溫度穩(wěn)定。除了熱防護盾外，帕克探測器還配備了冷卻系統(tǒng)，能夠通過液氦和液氮的冷卻劑來降低探測器的溫度。
