查看原文
其他

踏上征程,触摸太阳!对人类最强太阳探测器的六点分析

邢强博士 小火箭 2019-05-25

微信号:小火箭

微信ID:ixiaohuojian

小火箭出品

本文作者:邢强博士


本文共9442字,83图。预计阅读时间:1小时



公元2018年8月12日,帕克探测器,人类有史以来最强大的太阳探测器在德尔塔IV重型运载火箭中静待被发射升空,准备开启为其7年的“触摸太阳”任务。


公元2018年8月12日,协调世界时7点31分00秒,北京时间15点31分00秒,这枚德尔塔IV重型运载火箭从卡纳维拉尔角第37号发射场点火成功,随后将人类有史以来最强的太阳探测器帕克送入预定轨道。


本文,小火箭将要和大家一起对帕克探测器进行详细分析,主要探讨如下几个问题:


  1.  帕克探测器有什么过人之处

  2.  为什么该探测器叫帕克

  3.  太阳这么热,她是如何靠近太阳又不被烤焦的?

  4.  这7年的征程,她的轨道是怎样设计的?

  5.  为什么人类要派探测器去碰触太阳

  6.  小火箭留一道思考题。



第一


帕克探测器升空后,在为期7年的旅程中,将要创造这样的历史:


帕克将成为人类最靠近太阳的飞行器;


帕克将创造人造物体飞行速度新的世界纪录


当靠近太阳的时候,从帕克的眼睛中看到的太阳,会比我们从地球上看的太阳还要明亮625倍


帕克将为我们揭开有关太阳的很多谜题的答案。


这些,小火箭将要和大家一一进行分析。不过,在所有这些分析启动之前,我们先得了解一下帕克这个名字。


帕克


帕克探测器,是美国宇航局NASA,有史以来,第一次以一位仍然在世的科学家的名字来命名一枚探测器


说起尤金·帕克博士(今年已经91岁了),或许全世界很多人对他依然不是很熟识。


不过,说起太阳风,每一位对科学有所了解的人都不该觉得陌生了。


帕克博士,就是人类发现太阳风的重要贡献者


当发生日全食的时候,太阳的光球层被月球遮蔽,日冕层就展示在了人类面前。


上世纪30年代,人类抓住了日全食这样绝佳的观测机会,对太阳的日冕进行了详细观测。其结果是令人咋舌的:太阳的日冕比太阳表面的温度高得多,按观测数据的保守估计,也有一百万摄氏度


上世纪50年代,英国数学家悉尼·查普曼博士用气体动力学理论进行计算,认为日冕是一种热的良导体,其影响范围甚至会从太阳一直拓展到地球绕太阳轨道之外。


同样是上世纪50年代,德国天文学家路德维希·比尔曼通过观测彗星的尾巴,意识到,无论彗星处于轨道上的什么位置,其尾部都要尽可能地背向太阳的方向。他由此推测:


太阳无时无刻不在向外发送一种粒子,推着彗星的尾部产生偏移


1958年,31岁的尤金·帕克博士刚好同时接触了英国数学家查普曼博士的气体动力学理论和德国天文学家比尔曼博士对彗星尾部方向变化的猜想。


他灵机一动:查普曼博士和比尔曼博士说的,或许是同一种物理学现象!


通过缜密计算,帕克博士得出了结论:


第一,太阳无时无刻不在向外吹送粒子,在太阳系内掀起了肉眼看不见的狂澜


第二,帕克博士把这种现象称作 太阳风 ,而且用流体力学的计算方式,详细给出了太阳风从亚声速到超声速的加速模型


这是1958年,帕克博士虽然已经不再年轻,但是也是只有31岁。此时全球知名的天体物理学家和天文学家的名单中,显然并没有帕克博士这个名字。


帕克博士兴奋地把他的计算结果和太阳风模型投递给《天体物理学期刊》的时候,得到的却是两位编辑的无情拒绝。


如今,我们知道太阳风的存在是不争的事实。


但是,在1958年,所谓的主流科学界还是认为在太阳系中,除了恒星、行星和卫星之外,除了电磁波之外,空空如也。


31岁的帕克博士,在美国想要挑战老家伙们的权威,谈何容易!


不过,命运没有捉弄帕克博士太久。他赶上了好时候。


上世纪50年代,咱们刚刚提到的英国数学家悉尼·查普曼博士到美国范艾伦博士家拜访(对,就是地球的范艾伦辐射带那个范艾伦)。


他们商定,牵头组织一场由全球科学家参与的大型科学探索活动。


1957年7月1日至1958年12月31日期间,一项充满了理想主义情怀的跨国科学计划将要开始实施。


这是全球科学家与工程师的一次伟大的尝试。他们试着让科学跨越国界,试着让冷战铁幕两边的科学家们联合起来共同进行研究


这一年,被称作国际地球物理年


上上图的国际地球物理年的纪念邮票中的两只手来自米开朗基罗在西斯廷教堂的壁画《创世纪》。


左侧为刚刚被创造出来的亚当,右侧的白衣老者则是上帝本人。他向亚当伸出右手,并把指尖对准亚当,仿佛是要向亚当传递生命之火。


发起国际地球物理年的这个倡议,直接导致了美国和苏联在太空领域的第一轮竞赛,并最终以苏联成功发射了人类第一颗人造地球卫星斯普特尼克1号赢得竞赛为结局。详见小火箭的公号文章《小火箭讲述人类第一颗人造卫星的传奇》。


这场竞赛的另外一个结果,就是促使美国人对科研系统的官僚作风和全民对科学的态度进行了深刻反思,最终诞生了美国宇航局NASA


1958年7月29日,时任美国总统艾森豪威尔签署美国85-568公共法案,成立了美国宇航局,也就是NASA。


31岁的帕克博士的太阳风模型,虽然没有被当时美国那些所谓的院士和老专家们把控的主流学术界所接受,但是还是开始有不少人开始主动伸出援手。


最终,出生在英属印度旁遮普省的48岁的美籍天文学家钱德拉塞卡(嗯,就是那个钱德拉望远镜所要纪念的那位钱德拉)力排众议,力顶帕克博士的太阳风模型。


这样,帕克博士的学术成果终于开始为世人所知。


但是,这也仅仅是模型得以发表,而主流科学界,依然不认同帕克博士的理论。


公元1959年1月2日,协调世界时16点41分21秒 ,在苏联拜科努尔航天中心,一枚由R-7洲际弹道导弹改进而来运载火箭点火。


该火箭准备将人类第一枚月球探测器 月球1号 送入月球轨道。


月球1号探测器携带了强大的遥测设备和远距离通信系统,能够在距离地球38万公里的月球轨道上可靠运行并且把探测数据传回地球。


然而,命运开了一个小小的玩笑:


1959年1月4日,由于地面人员的计算失误,月球1号探测器没能被月球引力所捕获,而是从距离月球5995公里的地方,与月球擦肩而过。


不过,由于R-7洲际弹道导弹的能力太强了,赋予月球1号非常高的速度,这导致她并没有向地球坠落,而是继续向前,然后变成了人类第一个围绕太阳运载的人造行星


月球1号探测器上携带了多台设备,原本用于探测月球轨道情况的。如今,探测器运行在绕太阳的轨道上,干脆就成了人类第一个日地空间环境探测器。


1959年1月6日,月球1号向地球传回了信号


月球1号此时距离地球足足有50万公里,原本设计用来在距离地球38万公里的月球轨道上向地球传输信息的通信系统居然还能够可靠工作。


她在创造了人类通信距离的新的世界纪录的同时,把盖革计数器、闪烁器、微陨石探测器和磁场探测器的数据一股脑地发回了地球。


苏联科学家发现,月球1号传回的数据表明,在地球绕太阳旋转的轨道中间,存在大量高能高速粒子!每一秒,每平方厘米的传感器平面上,足足记录了700个粒子的碰撞与穿越!


在冲出地球磁场的保护后,强大的电离现象让月球1号探测器暴露在了太阳粒子猛烈地轰击下,不过顽强的探测器挺住了,并且忠实可靠地传回了大量数据。


这是人类第一次直接观测到太阳风


当苏联科学家把这个观测结果向全世界公开的时候,32岁的帕克博士一夜成名


太阳


公元1961年2月12日,协调世界时00点34分36秒,苏联金星1号探测器在拜科努尔航天中心发射。


这是人类首颗飞掠金星的探测器。她上面安装了2台专门用于探测太阳风的探测器,证实了太阳风从地球轨道到金星轨道之间是普遍存在的。


公元1962年8月27日, 协调世界时06点53分14秒,美国水手2号金星探测器从卡纳维拉尔角发射场发射升空。


水手2号探测器携带2台辐射仪(微波与红外),1台微陨石传感器,1台太阳能等离子体传感器,1台带电粒子传感器和1台磁强计。



她认真进行了太阳风探测,证实了1959年苏联月球1号探测器的数据。



至此,太阳风的存在成为了科学界的共识。


太阳是一颗G型主序星,占太阳系总质量的99.8632%。


我们的太阳的银河系中的位置




2007年1月12日,日出卫星拍摄的太阳表面“近照”。大量等离子体呈现出纤维状的线条,像太阳外公的胡子。



太阳的C-3级耀斑。


防热


太阳,很大,直径是地球的109倍,质量是地球的33.3万倍。


太阳,很热。太阳中心温度为1570万℃,表面温度为6051℃,日冕层温度为500万℃


因此,无论怎样的探测器,只要是想要靠近太阳,就必须考虑防热的问题。


之前,人类对防热的技术,掌握程度如下:


公元前897年,西周天子封子秦嬴为秦侯,秦侯国就此建立。共和元年,也就是农历庚申年(公元前841年),中国历史上开始出现确切的纪年。公元前814年,伊利沙公主在马格里布建立迦太基王国。


就在这一时期,古希腊地区开始在陶罐和彩绘中出现了这样的一则传说。该传说后来被整理进了希腊/罗马神话传说中。


古希腊发明家、建筑设计大师代达洛斯被克里特岛的国王米诺斯邀请过去设计并主持建造精巧的迷宫,以便关住米诺斯那位牛头人身的儿子。迷宫建好后,国王米诺斯认为建筑大师知道得太多了,便将代达洛斯父子关进迷宫中的塔楼。


代达洛斯收集了上万只海鸟的羽翼,用蜂蜡粘接后,制成了飞行翼。一天,晴空万里,上升气流的独特味道刺激着代达洛斯和伊卡洛斯父子的嗅觉,逃离的时机到了。父子俩穿上飞行羽翼,从高塔顶部的一跃而下,借助气流扶摇而上,升入高空。


父亲代达洛斯告诫儿子伊卡洛斯:“不要飞得过低,那样雾气会让羽翼变得沉重,无法快速飞行;不要飞得过高,那样阳光会融化蜂蜡,你将从高空坠落。”小火箭认为,这应该是人类历史上最早的有关飞行器多约束总体设计优化的论述了(确立了飞行器飞行的高度范围)。


年轻的伊卡洛斯只记住了前半句告诫,而被碰触太阳的强烈愿望驱使着越飞越高。最终,太阳的高温融化了羽翼,伊卡洛斯坠入大海,不见踪影。父亲代达洛斯满含悲伤,飞上奥林匹斯山,将自己的羽翼挂在太阳神阿波罗的神庙之上,然后返回了家乡,终生不再飞翔。


伊卡洛斯的羽翼与太阳神的烈焰炙烤之间的对抗,是飞船、导弹、高超声速飞行器防热系统与再入大气的气动加热对抗的缩影和暗喻。


好在现代防热材料的出现和现代飞行器总体设计优化的进步让羽翼不再那么轻易融化,也就终于使得人类的飞行高度和飞行速度不再局限于代达洛斯的告诫之内。


说起飞船的再入防热,小火箭觉得不得不提的就是艾伦博士这个人。他首次提出了钝头再入体的概念。以往,人们认为越尖的物体越能“披荆斩棘”,撕开激波。


而艾伦通过计算,指出:在正激波之后,气流不能快速扩散,成了一个阻碍热量继续传导的垫子,起到了防护飞船的作用,反而更加利于再入飞行器的热防护。上图为1957年12月31日,艾伦博士向其他工程师讲述钝头再入原理的场景。注意黑板上的公式:再入飞行器的热流与其阻力系数成反比,阻力系数越大,热流越小。


这是阿波罗登月飞船的指令舱图纸,可以看到钝钝的飞船底部形状。


进入地球大气层的流星也给工程师一定的启发,甚至这个启发要比艾伦博士的发现还要早。上图为切割和抛光的一片埃斯克尔陨石,黄绿色的橄榄石晶体被包裹在铁镍基体内,是颗石铁陨石的橄榄陨铁。


小火箭从戈达德博士(液体火箭之父)在1920年的一篇手记中发现了这样一段话,上图红圈中:“


In the case of meteors, which enter the atmosphere with speeds as high as 30 miles per second, the interior of the meteors remains cold, and the erosion is due, to a large extent, to chipping or cracking of the suddenly heated surface. For this reason, if the outer surface of the apparatus were to consist of layers of a very infusible hard substance with layers of a poor heat conductor between, the surface would not be eroded to any considerable extent.


小火箭译:“流星体进入大气层的速度达到了每秒30英里(48.28公里),而其内部则依然是冷的。热流对流星体内部的侵蚀通常要归咎于受热表面的突然碎裂。因此,如果某些设备拥有坚硬且不易融化的外壳,同时还有一个导热系数很低的中间层的话,就能够经受住考验而不被热流侵蚀掉。”


这个理念在后来的飞船上以防热瓦、防护层的形式体现了出来。不过,在那种“坚硬且不易融化”的外壳出现之前,很长一段时间内,飞船用一些在融化过程中能够大量带走热量的烧蚀材料来作为外壳,起到了异曲同工的效果。


双子座2号飞船防热大底近照。



水星、双子座、阿波罗飞船都采用了针对性的防热措施。其中,阿波罗飞船的再入攻角控制在-27.1°到-28.9°之间,保持了一个0.3683左右的升阻比,这对飞船的热环境的改善是用很大帮助的。


在材料方面,阿波罗飞船使用了名为AVCOAT的材料。(小火箭具体说为AVCOAT 5026-39)。这是一种酚醛环氧树脂低密度烧蚀材料。实际上,在美国未来的载人飞船猎户座上,AVCOAT材料依然挑起了热防护的大梁。飞船外层为酚醛环氧树脂低密度烧蚀材料,中层为不锈钢蜂窝夹层隔热层。这种设计很经典。


这是猎户座飞船的防热大底(或者按照直译,将其称为:热盾)。


苏联对烧蚀材料的研究走了另外的路线:他们更喜欢用石棉。早期的联盟飞船的防热大底和侧壁上,大量应用了玻璃纤维-石棉结构,后来加入了酚醛树脂/聚四氟乙烯材料。上图为刚刚返回地面的联盟TMA-13飞船返回舱,注意其烧蚀情况。


说了美国和苏联/俄罗斯的飞船防热设计,那中国的呢?小火箭可以说一下么?我觉得干脆在本文详细说一下吧!


中国的神舟飞船是中国迄今为止唯一一款载人飞船。虽然外形看起来和苏联联盟飞船很相似,不过实际上,神舟飞船的热防护材料还是比较先进的。上图为神舟1号返回舱实物近照,邢强拍摄。


神舟1飞船的侧壁特写,邢强拍摄。神舟飞船的侧壁烧蚀材料由酚醛微球空心材料、玻璃微球空心材料和玻璃纤维增强材料组成。这些材料以特定的配比填充到玻璃钢蜂窝结构中,共同构成了飞船的烧蚀侧壁。


多种微球在基材中分布,共同构成了神舟飞船的烧蚀层。这个有点像粽子,糯米相当于基材,红豆、红枣相当于玻璃、酚醛微球。邢强摄于2017年5月17日。


实际上,神舟飞船的防热设计还有更多有趣的细节。联盟飞船、阿波罗飞船时代,飞船防热系统的安全系数给得太高,有些偏保守了。而到了现代,通过计算和优化,完全可以做出更轻的烧蚀层,同时还能保证宇航员的安全。神舟飞船的烧蚀层的优化精细到了什么程度呢?


小火箭答:又管用又轻,而且“迎风面”和“背风面”用了不同配比的材料。(感觉像是在给神舟飞船做广告。)


为了给小火箭的好友们一个直观印象,小火箭认为只展示神舟1号飞船是不够的,于是我又把神舟11号飞船的返回舱的近照放上来了。上图为我拍摄的神舟11号飞船返回舱的“迎风面”。


详细来说,苏联联盟飞船的热防护的安全余量最大,但是也最重,其比重为1.58,是比水还要沉的。阿波罗飞船放宽了一些安全余量,用了轻质材料,其比重为0.55。(联盟飞船的热防护层的密度是阿波罗飞船的2.87倍。)而神舟飞船是这样做的:在防热大底和飞船侧壁的“迎风面”,用比较耐热且密度较大的材料(比重为0.711),在不是那么烫的“背风面”,用密度较小的材料(比重为0.54)。


大胆采用轻质材料让神舟飞船的载荷比优于联盟飞船。仅从防热材料来看,即使是迎风面的厚实材料,其比重也只是联盟飞船的45%,在轻质的背风面,其比重更仅仅是联盟飞船的34.8%。上图为小火箭拍摄的神舟11号飞船返回舱的背风面。其凹陷和裂纹展示了这种轻质材料的酥软一面,不过不用担心,里面的舱壁还是蛮结实的。仔细比对上图和上上图,小火箭觉得大家已经能够看出两种采用不同配方的材料的区别了。


这是飞船防热大底在实验室中进行测试的场景。


每块防热瓦的5个面都涂上了氧化硼、硅化硼和氧化硅,这些涂层涂在氧化硅基体上。基体是比较松软的,由直径1.5微米的氧化硅纤维通过4个小时的高温烧结而成,其中90%以上的体积是空心的。小火箭好友,不知你有没有注意到防热瓦上的编号。


离近一些看,编号更清楚了。


这些编号用来告诉工程师应该把每一块防热瓦铺设到哪个位置。如果我们离近一些看航天飞机的肚皮的话,就能够看到带有编号的防热瓦是怎样铺设在上面的了。


今天成功发射的帕克探测器,其防热性能,为所有人类制造的探测器中,最强的。


在古老的陶罐上,我们就能够发现斯巴达重装步兵对盾牌的重视程度了。


而斯巴达母亲送自己的儿子上战场的那句嘱托,更是流传至今:


带着你的盾牌光荣凯旋,或者光荣牺牲后躺在你的盾牌上回家


帕克探测器能够抵御太阳热量的诀窍,有两个,一是代表人类防热技术最高水平的防热盾,二是能够让防热盾始终朝向太阳的高精度姿态控制技术。


上图为帕克探测器的防热盾。


帕克探测器的护盾,由五层组成。


最外层,始终面向太阳的那一层,是白色的,用于尽量把热辐射反射出去。


第二层是用于增加护盾结构强度的增强层。


第三层到第五层,是一个由碳-碳薄层夹住厚厚的碳泡沫层组成的夹心结构。


防热盾的核心,是厚厚的碳泡沫结构。这个发泡结构,有97%的体积是空的。这样做,有三个好处:


第一,阻止热量进一步向探测器传递;


第二,让整个结构变得足够轻;


第三,防止白色涂层的裂纹向深处扩展。



正在顶着太阳风向太阳进发的帕克探测器示意图。


弹道


德尔塔IV重型运载火箭是洛克希德·马丁公司和波音公司的发射业务在2006年合并,成立联合发射联盟以来,能够拿得出手的能力最强的运载火箭。


这款高72米,芯级直径5米,宽15米,起飞质量达733吨的重型运载火箭的近地轨道运载能力为28.79吨!


上图为3台RS-68液氢液氧发动机同时点火一瞬间的壮观场景。RS-68是人类有史以来研制的推力最大的液氢液氧火箭发动机。RS-68A的海平面推力达到了3137.2千牛。


上图那标志性的熊熊火焰,是推力巨大的液氢液氧火箭发动机点火时所特有的场景。


与航天飞机不同,德尔塔IV重型运载火箭没有借助固体助推器,而是依靠本身强大的液氢液氧火箭发动机直接起飞。


氢氧机在点火之前,有部分用于吹除和加注操作的气体会泄放出来,另有一些液氢会迅速蒸发为氢气(详见小火箭的公号文章《液态氢,一匹桀骜不驯的野马》)。


于是,在点火瞬间,火花把火箭周围的可燃气体引燃,整枚火箭的下半部分是浸润在熊熊烈焰中的。这种从烈火中拔地而起的场面,是用液氢液氧火箭发动机作为唯一动力来源的重型火箭的专属。


此次发射,在当地是凌晨3点31分,点火升空之前的那团火焰被点火瞬间的耀眼光芒所掩盖。


不过,火箭升空过程中的尾焰更加瞩目璀璨!


咦?德尔塔IV重型运载火箭的能力这么强,能够轻松把20多吨的载荷送入近地轨道,能够把14.22吨的载荷送入地球同步转移轨道。


发射一颗总重不超过685公斤,干重不过将将超过半吨的帕克探测器,需要动用发射报价高达3.5亿美元(23.96亿元人民币)的德尔塔IV重型运载火箭么


非常需要!


小火箭在这里先给结论,然后争取近期专门写一篇计算报告,定量分析。


结论:


从地球上,发射一颗能够近距离探测太阳的探测器,所需要的总能量相当于把同等质量的探测器发射到火星轨道上的55.2倍!同时也相当于把同等质量的探测器发射到冥王星轨道上的1.97倍


所以说,这次发射,难度非常大。同时,也就解释了为什么发射685公斤的探测器,需要让一枚重型运载火箭全力以赴了。


这是刚刚发射成功的将帕克探测器送入太空的德尔塔IV重型运载火箭的上升段弹道。


可见,程序转弯发生的时刻非常早。即使是使用了3台人类有史以来推力最强的液氢液氧火箭发动机的重型运载火箭,执行这样的任务,也是要拼尽全力的。


小火箭在此给出德尔塔IV重型运载火箭发射帕克探测器的弹道时序,方便工程师们对此进行弹道校核:



轨道


上图中间黄色圆点,为太阳。绕太阳的绿色轨道为水星轨道;往外是青色的金星轨道;再往外,是蓝色的地球轨道。


穿梭不停的紫色螺旋,就是帕克探测器的设计轨道。


帕克探测器的轨道设计,是巧妙的:


在7年的时间里,通过24次精心设计的变轨操作,实现对金星的7次飞掠,从而借助引力弹弓效应来以有限的能量完成几乎不可能完成的任务


如果一切顺利,7年后,也就是到2025年,帕克探测器将会以609.8万公里的距离,穿入日冕层,成功实现人类对太阳的首次“触摸”。


同时,人类迄今为止制造的探测器到太阳的最近距离纪录,将会从4342.9万公里猛然拉近到609.8万公里。


要知道,太阳系里,距离太阳最近的自然天体为水星,其到太阳的平均距离为5791万公里。


到2025年,帕克探测器的近日点将会处于水星和太阳之间,相当于水星到太阳距离的9.5分之一


通过7年来的不懈努力,帕克探测器最终的最大速度将会达到192.2公里/秒


192.2公里/秒,这是人类有史以来能够研制的所有太空探测器当中,飞行速度最快的!


这是什么概念呢?


从北京到上海,如果我们乘坐复兴号高铁的话,需要4小时。如果是驾车的话,按1214公里的公路里程,需要13小时35分钟


飞机的飞行里程,北京到上海,1069公里,一般的喷气式客机,需要飞行1小时10分钟


如果有人在北京吼了一声,如果声音强度足够的话,52分钟后,我们能够从上海听到这个声音。


而如果是由帕克探测器来飞的话,从北京到上海,仅需要:


6秒钟


帕克探测器的最大飞行速度,与我们的太阳围绕银河系中心进行公转的速度(200公里/秒)相当。


192.2公里/秒,是地球逃逸速度的17倍


这个速度,相当于银河系逃逸速度0.36倍,如果人类再努力一下子,说不定,未来飞出银河系是有可能的。


这个速度,是典型的太阳风速度0.43倍


192.2公里/秒,是水星绕太阳公转速度的4倍


(水星是太阳系内,绕太阳速度最快的自然天体,速度为47.362公里/秒。)


在巨舰大炮时代,战列舰是一切军舰的王者。


上图和上上图是衣阿华战列舰BB-61的9门16英寸(406毫米)主炮进行齐射的场景。


通过瞬间燃尽300公斤重的发射药,406毫米口径的巨型炮弹能够获得20.55海里,也就是38.06公里的射程!


这样的战列舰主炮炮弹的出膛速度远远超过声速,其1.225吨的弹头,拥有762米/秒的出膛速度。而862公斤重的战列舰专用核弹头,则拥有820米/秒的出膛速度,是声速的2.4倍。


帕克探测器的最大速度,是战列舰主炮炮弹出膛速度的234倍以上


金星可以说是帮了大忙了!


上图是按轨道设计,在2019年12月26日的一次变轨操作(从2019年12月21日开始准备)。借助金星的引力,帕克探测器实现了速度的变化,为进一步靠近太阳提供了基础。


为了方便今后7年的时间里,大家对帕克探测器的情况随时进行了解(虽然公众对这种发射的热度不会超过3天,即使她是人类有史以来最牛的探测器),小火箭专门制作了一个表:


以上就是从今天帕克探测器发射升空到2025年12月7日,未来7年时间里的重要节点。


原因


对于大部分人来说,发射帕克探测器有两个主要原因:


第一,了解日地空间环境,为太阳风暴等空间极端环境产生的原因进行探索,有助于更精确的空间环境预报技术的诞生。


第二,太阳或许是人类在以后几百年的时间里,唯一一颗能够近距离接触的恒星了。我们对恒星的了解还非常有限。


有关太阳风暴的威力,小火箭在公号文章《核恐慌大停电与报废的卫星:太阳风暴的威力》里面已经非常详细地论述了,本文不再赘述。


当然,小火箭还是愿意说这样的原因:


探索未知,满足人类的好奇心,哪用得着找那么多借口!


勇敢去探索,勇敢去发现,然后热爱这个世界,让人类的生活变得更加美好,这就是工程师的唯一使命




小火箭思考题:


地球到太阳的距离,定义为1个天文单位。


假如我们现在有一门威力巨大的火炮。现在,我们要从两个任务当中选一个:


从地球发射一枚炮弹,命中太阳;


或者从地球发射一枚炮弹,命中太阳系外,距离我们有10000个天文单位远的目标。


假设人类的科技水平,已经使得精确瞄准目标与炮弹的可靠飞行能够实现,那么仅从能量的角度来分析,命中太阳更难,还是命中太阳系外的遥远目标更难


或者一句话,从地球飞到太阳和从地球飞到太阳系以外遥远的地方,哪个更难


相关阅读:

核恐慌大停电与报废的卫星:太阳风暴的威力

小火箭详聊红外制导导弹的目标辨识与追踪

小火箭 | 热核电池:从苏联北极灯塔到人类星际飞船

世界最大的飞机下线:重燃空中发射火箭热情

空中发射运载火箭能够节省多少能量?

质子:苏联留给俄罗斯的运力最强的火箭

感谢卡西尼带我们找回仰望星空最初的美妙

32.7公斤核燃料与地球擦肩而过:卡西尼的惊险之旅

前所未见  如梦如幻:朱诺探测器发回的木星照片

水手9号:人类第一颗环绕地外行星飞行的探测器

小火箭讲述人类第一颗人造卫星的传奇


版权声明:

本文是邢强博士原创文章,腾讯独家内容。欢迎朋友圈转发。

微信号:小火箭

微信ID:ixiaohuojian

 欢迎 加入 小火箭 ,进入航空航天大家庭!


针对iOS系统的打赏二维码已经补充↑↑↑。

感谢您对小火箭的支持!


Modified on

    您可能也对以下帖子感兴趣

    文章有问题?点此查看未经处理的缓存