世界上最伟大的探测器是什么?
admin
2023-06-12 22:03:02

自航天产业发展以来人类迄今为止发射的航天器总数早已超过5000颗以上,再众多的航天器中光是离开地球轨道前往更深空间的探测器总数就有近百颗。但是要数迄今为止人类发射过的深空探测器中最伟大的探测器是什么?只能说是众说纷纭,有人说是1977年发射现阶段已经飞出太阳系边缘的“旅行者一号”探测器,也有人说是2018年发射,用于近距离探测太阳的“帕克”太阳探测器。谁到底是最伟大的探测器真没有最终答案,姑且将二者都认定为人类历史上最伟大的探测器吧。

世界上最伟大的探测器是什么?图1世界上最伟大的探测器是什么?图2世界上最伟大的探测器是什么?图3

首先从旅行者一号探测器来说,上世纪七十年代正值美苏冷战、太空争霸的鼎盛时期,这一时期美苏两国的航天事业发展很是迅速,美国此时已经完成了多次载人登月活动、并且最新研制的重复使用航天飞机也已经完成了空间滑翔降落测试。同年美国发射了旅行者一号外空间探测器,这是一颗探索太阳系外援的深空探测器,主要目的就是为了探索地球所处的太阳系更靠边缘的深空和其他星球是什么样的。

世界上最伟大的探测器是什么?图4世界上最伟大的探测器是什么?图5

所以在旅行者一号探测器上使用了能够持续供电时间更久远的核电池,为旅行者一号上面搭载的金属唱片机供电,保证其能够在上百年的飞行周期内持续放出来自地球的声音。同时旅行者一号还将对更靠近太阳系边缘的土星和其附属的土星环,以及附近的木星进行深空探测,很巧的是1977年旅行者一号发射的那一年恰好是太阳系星系时隔176年一次的星系重合之年,这一年发射的深空探测器在逃逸地球引力束缚和借助其他星球引力进行深空飞行时所受到的引力更大。这就使得旅行者一号虽然比旅行者二号晚发射了两个多月,但是在更大外星球引力的加速下,旅行者一号仅用十几天的时间就追上了旅行者二号。后面也是抵达土星轨道的时间更快。

世界上最伟大的探测器是什么?图6

等旅行者一号完成对土星和土星环以及木星的行星探测后,其服役寿命还能长,而且当时正处于美苏太空争霸的白热化时期,所以NASA为旅行者一号制定了更为遥远的深空探测计划,这就是直接飞往更遥远的太阳系边缘,用于探测太阳系边缘的太阳风中的粒子情况。

世界上最伟大的探测器是什么?图7世界上最伟大的探测器是什么?图8

有意思的是旅行者一号虽然重量不到一吨重,但是也因为更轻的质量使得其空间加速更快,消耗的燃料更少。所以旅行者一号自1977年发射以后,截至2019年整整42年时间过去了旅行者一号仍然处于可控飞行状态,2019年底NASA公布了当时旅行者一号已经飞抵太阳系边缘,距离地球大概211亿公里,即将飞出太阳系了,这也是人类历史上距离地球最远的探测器了。

世界上最伟大的探测器是什么?图9

帕克太阳探测器则是人类发射的第一颗专注于太阳近距离探测的空间探测器,同时也是NASA历史上第一颗以在世人名称命名的航天器。虽然帕克太阳探测器并不是人类历史上发射第一颗专注于太阳探测的航天器,比如早在冷战时期,苏联发射的月球2号、美国发射的水手2号4号以及后来的太阳神、SOHO号探测器都曾靠近太阳对太阳风实施过探测,当时介于当时的技术限制以及更为关键的是太阳附近上万度的高温烤炙,早期的航天器根本无法承受长时间的近距离高温辐射,所以早前人类虽然发射过几次太阳探测器,当时都是站在更远、更凉快的位置对太阳风实施探测。当时人类始终无法理解太阳表面温度只有六千摄氏度,为什么周围太阳风组成的日冕温度却高达上百万摄氏度,而且太阳风中的粒子速度会超过音速呢?所以就需要一颗能够忍受住日冕内上百万度高温的探测器真正深入虎穴去一探究竟。

世界上最伟大的探测器是什么?图10世界上最伟大的探测器是什么?图11

所以帕克太阳探测器身肩重担出发了,按照计划帕克号探测器要深入到距离太阳只有600万公里的日冕内进行实际探测,这个距离比此前最靠近太阳的太阳神号距离太阳4300万公里近了太多太多,这里面所要承受得到温度也是此前人类发射的任何航天器所无法承受的高温烤炙。

世界上最伟大的探测器是什么?图12

那么帕克号太阳探测器又是如何抵御日冕内最低上百万度高温烤炙的呢?答案就在于帕克号太阳探测器所带的那顶“遮阳帽”。首先我们在夏季温度最高的时候外面气温能达到40度以上,当时此时如果我们手摸长时间暴晒在太阳下的石块或者金属吸热物体的时候很可能会被烫伤,因为此时气温虽然只有四十多多一点,当时这些长时间暴晒的物体所吸收的太阳光能量所聚集的热量往往已经达到七八十度以上。

世界上最伟大的探测器是什么?图13

那么对应到太阳周围上百万都高温的日冕而言——温度并不等于热量,由于日冕内的粒子分布的非常稀疏,这就使得帕克号太阳探测器在日冕内飞行的时候同时撞上的粒子数量更少,那么帕克号太阳探测器所吸收的热量就达不到上百万度。这一点就好比下雨一样很密集的暴雨很可能一两秒就能将雨伞浇湿,但是下的雨滴之间间距很大的时候,可能把雨伞浇透得好几分钟一个道理。

世界上最伟大的探测器是什么?图14世界上最伟大的探测器是什么?图15

所以对于帕克号太阳探测器而言,借助于日冕内粒子分布非常稀疏的优势,帕克号太阳探测器主要能够承受几千度的高温烤炙即可安全飞行。所以帕克号头顶戴的遮阳帽是NASA历时十年研制的一定非常有黑科技的防热盾牌,其外层是白色的陶瓷材质可以发射并隔绝上强度高温,让遮阳帽后面的探测器本身安全运行。而且帕克同样是在日冕内绕着太阳做圆周飞行,,所以帕克上装备的这顶遮阳帽还能根据不同方向温度不同实时调整遮阳帽和探测器之间的角度,让背后的探测器始终属于“最凉快的位置”。

世界上最伟大的探测器是什么?图16世界上最伟大的探测器是什么?图17

另外NASA为帕克号太阳探测器设计的轨道并不是始终处于日冕内飞行,而是一个类似于更多航天器一样的椭圆形轨道,在近太阳点对日冕进行探测,等飞到更远、更凉快、最靠近地球的时候将探测的数据发回地球。

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