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NASA将向太阳发射探测器

周华 2017-6-1 23:393786 人围观 原作者: 周华

简介 :据英国《每日邮报》报道,NASA近日在芝加哥大学举行的一次电视直播节目中宣布将于2018年夏季向太阳发射一颗探测器,用于探测太阳外层大气的气象活动。这颗探测器原名“太阳探测器加(SPP, Solar Probe Plus)”,后 ...
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图1 NASA在芝加哥大学举办发布会

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图2 向帕克教授赠送“帕克太阳探测器”模型


        据英国《每日邮报》报道,NASA近日在芝加哥大学举行的一次电视直播节目中宣布将于2018年夏季向太阳发射一颗探测器,用于探测太阳外层大气的气象活动。这颗探测器原名“太阳探测器加(SPP, Solar Probe Plus)”,后来决定更名为“帕克太阳探测器(PSP,Parker Solar Probe)”,用于表彰芝加哥大学的帕克教授(Prof. Parker)在1958年首次提出太阳风概念。NASA还在直播中将一个PSP探测器模型赠送给帕克教授作为纪念。
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图3 “帕克太阳探测器”的飞行轨迹

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图4 日华(corona)的图示

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图5 “帕克太阳探测器”任务说明

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图6 “帕克太阳探测器”的想象图


        “帕克太阳探测器”将于2018年7月底到8月初发射,然后将于2024年进入太阳轨道,轨道距离太阳表面大约为650万千米,这是人类发射的探测器距离太阳最近的一次。“帕克太阳探测器”将携带电磁记录仪等探测设备用于探测太阳外层大气(日华,corona)的活动,研究恒星的运行机制,特别是日冕爆发等可能危及地球的气象。“帕克太阳探测器”在太阳轨道上的运行速度将达到69.2万千米/小时,周围日华温度将达到1377摄氏度。


已有15条评论

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  • 用飞行器进行太空探测时,对工程课题所要求的创新思考常常优先于对科学问题的探究。因为是飞向太阳,故这一探测器及上面的仪器估计需要特殊的保护层来回避高辐射、高温及高速粒子撞击而引起的破坏。这必然就涉及到特殊材料、特殊设计等一系列课题。保护层当然是越厚越可靠,但太厚了也就太重了。假若采用双层或多层设计,则外层材料受高速粒子撞击之后可完全气化,而内层材料则会受到气化了的超高速气流的作用。这些都可以是流体力学的有趣课题。

    2017-6-2 19:27 引用
    原来的报道中也提到材料问题,报道说材料问题还没有解决,但是预计会采用碳基复合材料(carbon composite),其飞行轨迹也是逐渐靠近太阳。这样设计轨道可能也是想给探测器一个逐渐增温的过程,材料实在扛不住也可以在较远的轨道上进行观察。这个任务中热的挑战在于探测器长期处于高温环境中,比再入飞行时只有几分钟的高温可能还要难一些。
    2017-6-3 11:04 引用
    据说太阳是原子能燃烧,原子弹 燃烧瞬间就燃烧完了,为什么太阳的原子能燃烧了多少亿年了还在燃烧啊?郁闷中,难道是可控原子能?
    谁懂得给咱讲讲.....
    2018-1-20 23:51 引用
    “帕克太阳探测器”已于今日凌晨美国东部时间3点31分(2018.0.12,3:31 a.m. EDT)成功发射。
    2018-8-12 22:28 引用
    美国大概在为恒星际探索做准备吧
    2018-8-13 11:23 引用
    周华 发表于 2018-8-13 11:23
    美国大概在为恒星际探索做准备吧

    有理论探讨,但没听说过关于探索恒星际飞行器的任何实际行动或准备。
    2018-8-13 20:57 引用
    关于恒星际飞行的理论探讨应该已有近一百年,但真正与飞行器相关的实际行动或准备可能就会在帕克太阳探测器项目宣布成功之日开始。再过这么两个月左右,帕克太阳探测器就应该开始回送数据资料,但愿一切如预期设计而成功。
    从科学的角度来讲,所谓恒星际的科学探索就是研究完全脱离了太阳系引力和电磁场空间处的恒星际空间的物理状态。为了达到科学目的,首先必须能设计出高度灵敏的科学仪器(如用于测量恒星际的微弱的电磁场强度及变化)。
    其次,从工程学的角度来讲,必须能设计出几十年内能飞到距离太阳或地球几光天那么远处的快速飞行的飞行器。大家知道距离太阳系最近的恒星也有几光年。所以恒星际飞行器只是飞出太阳系,而不是飞到其它恒星上去。
    星际飞行器工程设计的关键技术恰恰与帕克太阳探测器相同,涉及到特殊材料、特殊设计以避免高辐射、高温及高速粒子撞击而引起的破坏。但所需的要求则要比帕克太阳探测器高出将近一个量级。
    2019-2-18 09:30 引用
    昨天刚看了《流浪地球》,我们中国人已经在电影上开展恒星际探索了
    2019-2-18 20:09 引用
    于新 发表于 2018-1-20 23:51
    据说太阳是原子能燃烧,原子弹 燃烧瞬间就燃烧完了,为什么太阳的原子能燃烧了多少亿年了还在燃烧啊?郁闷 ...

    “瞬间”到底是多长时间,一毫秒还是一微秒?“多少亿年”也还是在一定时间单位下的一个数。假如把问题无量纲化之后用相似理论来求解或解释呢?说不定“瞬间”与“多少亿年”对应着类似的无量纲数呢!

    谈庆明老师访谈实录
    http://www.dzshengda.com/forum.php? ... &extra=page%3D1

    谈庆明老师还活跃吗?也许可以问问他。
    2019-2-19 06:14 引用

    两个小球作弹性碰撞时,尽管在碰撞前后两小球的总能量、总动量守恒,但每个小球自身的能量或速度大小及方向在碰撞前后可发生很大的变化。在空间飞行器先接近、后又离开星球时,受到星球引力场的影响,空间飞行器的速度及尤其是方向可以发生很大的变化。这一所谓的“重力助推”在空间飞行器飞行轨迹的设计中为飞行器获得速度及改变飞行方向方面起到很大的作用。

    显然,相遇的星球质量越大、靠得越近,则获得“重力助推”的效果也就越明显或越有效。上面关于帕克太阳探测器的轨迹示意图中的几个数据其实是很有意义的。第一次靠近金星(以获得“重力助推”)是2018年9月28日。原来的轨道设计是一次性靠近木星(太阳系中质量最大的行星)以获得巨大的“重力助推”,后来才改为以多次靠近金星(太阳系中与地球质量近似相等的行星)来实现。第一次靠近太阳的近地点是在距离35.7的太阳半径的位置。最靠近太阳的近地点是在距离9.86的太阳半径的位置。

    早在1929年就有人计算出,为了飞行器(宇宙飞船)能在人的一生中飞出太阳系而实现恒星际飞行的目标,那飞行器必须要能充分靠近太阳以借助太阳的巨大质量及相应的引力场(即“重力助推”)来获得飞船的巨大速度。当时估算出的近地点距离具体应该是多近呢?需要靠近到太阳半径的1.5倍距离的位置。

    上面的示意图显示目前帕克太阳探测器关于飞行器表面特殊材料的工程设计(以避免高辐射、高温及高速粒子撞击而引起的破坏)所对应的太阳近地点距离是9.86太阳半径。尽管科学技术在不断地发展,但在可见的将来时间范围内应该不可能真正达到距离1.5太阳半径这一技术要求。但若能达到3或5个太阳半径的技术要求,我们让飞行器经历这么两代人(60年)的飞行,则恒星际飞行的科学研究目标也就能实现了。

    2019-2-22 07:16 引用
    《每日邮报》上说美国有个富翁打算制作一个微型飞船,大概有计算机里的CPU那么大,然后利用激光加速的方式使这个微型飞船加速到1/4光速,然后飞往比邻星。能达到这个目标的话就可以在几十年内飞到比邻星,实现恒星际探索。
    2019-2-22 18:53 引用
    周华 发表于 2019-2-22 18:53
    《每日邮报》上说美国有个富翁打算制作一个微型飞船,大概有计算机里的CPU那么大,然后利用激光加速的方式 ...


    用激光加速至1/4光速的想法应该是外行的异想天开。
    2019-4-5 06:06 引用

    今天一个偶然的缘故发现美国前总统艾森豪威尔的孙女苏珊(Susan Eisenhower)同前苏联的知名顶尖空间科学家Roald Sagdeev在2008年又离婚了。我在2003年曾在沪江博客发过一篇相关的博文(前苏联的行星开发计划),有过一些有趣的后续讨论。现在这两人还都健在,我在下面再重发该博文。先介绍一下相关的八卦背景(在原博文的最初的跟贴及回复中有提到)。

    记得我上小学、中学时,中国对前苏联是持激烈批判态度的。其中有一点就是批判苏联修正主义的所谓与美帝国主义“和平共处、和平竞争”的观点。社会主义同资本主义是你死我活的敌我斗争,怎么可能是两种不同社会制度的“和平竞争”呢?!其实这“和平共处、和平竞争”的说法就是在1959年由苏共总书记赫鲁晓夫同美国总统艾森豪威尔在当时两国关系比较缓和、友好的情况下共同提出来的。大家都知道,苏联历史发展的几大转折就是赫鲁晓夫在斯大林死后全盘否定了斯大林主义。之后勃列日涅夫则又把赫鲁晓夫赶下台并大致恢复了斯大林主义。

    但这“和平竞争”的理念在科技、体育等方面也还是延续了很长的时间。Roald Sagdeev是前苏联空间科学及外空间探索研究的负责人。博文中所说的例子部分地反映了当时(上世纪七、八十年代)的一些实况及人们的心态。苏联的外太空探索在上世纪五十年代与美国平起平坐并还稍有领先。但到七十年代时圈内人知道苏联其实已经大大地、极大地落后于美国了,但圈外人则还以为美苏两个超级大国在各方面还都差不多呢!

    Roald Sagdeev在苏联垮台之后移民到了美国,并与前总统艾森豪威尔的孙女苏珊结为夫妇。Roald Sagdeev尽管在外空间探索研究的“和平竞争”中输给了美国人,但他把艾森豪威尔的孙女娶到了手。所以从总体的博弈来讲,一胜一负,他打了个平手,哈哈。遗憾的是他们在2008年离婚了。

    2019-4-5 06:07 引用
    Planetary exploration program in former Soviet Union
    (前苏联的行星开发计划)

    The former Soviet planetary exploration program was managed by the Soviet Academy of Sciences' Space Research Institute (IKI) in Moscow. The director of IKI who managed the Venus exploration program was Roald Z. Sagdeev. [Venus is the closest planet to Earth.]
    Roald Sagdeev is an expert in plasma physics. [Plasma physics studies the behavior of electrically charged gases.]
    Roald Sagdeev was one of a few L. D. Landau's students. [Landau was the best theoretical physicist in former Soviet Union].
    Roald Sagdeev moved to USA in Gorbachev years and became a professor of physics at the University of Maryland (and then),
    Roald Sagdeev married Susan Eisenhower, the granddaughter of former USA president Dwight D. Eisenhower!
    The followings are what Sagdeev said about why "Venus was also the primary planetary target of the Soviet planetary exploration program......"
    =============
    Every few years, as director of the Space Research Institute, I had to report, upon the completion of each important mission, to a very large audience in Moscow at the Polytechnic Museum, a kind of counterpart to the Smithsonian Art and Space Museum in Washington, D.C. A lot of space enthusiasts came to ask questions. Every time, while enjoying the new science or experiencing the new excitement of a deeper penetration into the mysteries of Venus, my audience would ask at the conclusion of the meeting "While we are sending spacecraft to Venus – Venera 8, -9, -10, and so on – the Americans fly their spacecraft to visit Mars, Venus, Mercury, Jupiter, Saturn, and so on. Why couldn't we send such missions?" This gave me an opportunity to dwell on the major difference between the two countries' resources.
    Of course, by comparison the American program was rich with diversity and courage. The most we could do, with what might be given to us by our industry, was to reach Venus and to land there, and to survive for a while in an extremely hot and hostile environment. But to undertake trips to distant planets would require something different. The technology had to be able to work for a very long time, readapting to constantly varying conditions. Such a long survival time would require a different technological culture. It would require a special dedication, which on top of it all would also cost a lot.
    However, I thought such an answer would be too boring, so I answered the question in the following way:
    "You know, we have a silent, gentleman's agreement to share responsibilities in space. While the Americans are doing wide-range reconnaissance in the Solar System, we are carrying on an intensive study of Venus, just as if that planet were declared the planetary test range of our space science."
    But the next time, reporting on the newer Venera landing, I had to confront the same questions. Once I was literally bewildered, and without much thinking, immediately answered the question of why Americans do such and such:
    "Because they are sons of a bitch," I replied. [因为他们是一群王八蛋]
    For several minutes, the audience applauded. It was very clear that they were applauding the Americans and their space program, which had captured the imagination of the Soviets despite the attempts of our official propaganda to undermine the achievements of these "sons of a bitch."
    =============

    (2003.06.06)
    2019-4-5 06:08 引用
    现在美国人热衷于火星的地球化,要是苏联还存在的话,不知他们会不会热衷于金星的地球化
    2019-4-5 10:25 引用
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