為什么帕克太陽探測器不會被100萬度的高溫熔化?

估計在兩周后 , 美國東部時候8月4日 , 美國宇航局(NASA)將發射其最具大志的太陽探測器——帕克太陽探測器 , 它將會踏上飛往太陽之旅 , 并“觸摸”太陽——比以往任何的太陽探測器都要接近太陽概況 。
按照打算 , 帕克太陽探測器的三個最接近太陽的軌道將使它飛到距離太陽概況僅620萬公里(即8.86個太陽半徑)之內 。 那邊是太陽的外層年夜氣或者外日冕的內部 , 那邊的溫度至少也有100萬度 。
那么 , 為什么如斯接近太陽的帕克太陽探測器不會熔化呢?它事實是若何做好隔熱辦法的呢?

為什么帕克太陽探測器不會被100萬度的高溫熔化?



若是在100萬度的高溫前提下 , 即使是最進步前輩的隔熱罩也會熔化失落 。 要知道 , 金星概況的溫度年夜約為460攝氏度 , 這導致前蘇聯在20宿世紀80年月發射的金星探測器在著陸金星之后 , 很快就呈現了電子故障 。
對此 , NASA詮釋道 , 庇護帕克太陽探測器的訣竅在于溫度、熱量以及空間密度的分歧 。
物體的溫度來自于構成粒子在做永不斷歇的熱活動 , 所以溫度其實是表征粒子的活動速度(或者說平均動能) 。 比擬之下 , 熱量測量了現實傳輸的能量 。 在浩瀚的宇宙空間中 , 粒子的活動速度可以很是快 , 但它們不會傳遞良多熱量 , 因為這些粒子之間存在很年夜的空間 。
NASA科學家Susannah Darling博士詮釋道 , 固然帕克太陽探測器所要飛入的日冕擁有極高的溫度 , 但那邊的密度卻很是低 。 試想一下 , 若是把手放在熱爐前和把手伸進沸騰的開水中的區別(萬萬不要測驗考試) 。 顯然 , 放在熱爐前的手可以比放在開水中的手承受更長時候的高溫 , 因為在開水中的手會與更多的熱粒子彼此感化 。
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同樣地 , 與太陽的可見概況比擬 , 日冕的密度較低 , 所以帕克太陽探測器與較少的熱粒子彼此感化 , 它并不會領受到過多的熱量 。 正因為如斯 , 庇護探測器上的年夜部門儀器的隔熱罩估計只會被加熱到1370攝氏度 , 而不是100萬度 。
帕克太陽探測器配備了十分進步前輩的隔熱罩 , 它是由兩個過熱的碳-碳復合板構成 , 此中再夾上一個11.5厘米的泡沫炭焦點 。 朝標的目的太陽的一面被涂上了亮白的陶瓷顏料 , 它的直徑年夜約為2.4米 , 可以或許有用多地反射太陽光 , 以削減熱量 。 因為泡沫的輕巧性 , 這個防熱盾的質量只有72.5公斤 。 有了如許的隔熱罩之后 , 帕克太陽探測器的年夜部門儀器所處情況的溫度只有30攝氏度 。
【為什么帕克太陽探測器不會被100萬度的高溫熔化?】此外 , 還有一些儀器需要在隔熱罩之外工作 , 它們則是由其他特別材料制當作 。 例如 , 用來捕獲帶電粒子以測量它們流動的法拉第杯 , 它是由鈦鋯鉬合金制當作的 , 它的熔點年夜約為2350攝氏度 。
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為該儀器發生電場的芯片是用鎢鍛造的 , 鎢是已知熔點最高的金屬 , 其熔點高達3422攝氏度 。 探測器上的電線是由鈮制當作的 , 它的熔點是2477攝氏度 。 探測器上的傳感器將幫忙它批改方位 , 使緊密的儀器不會表露在太陽的灼熱射線中 。
至于太陽能電池板 , 它們被用來收集太陽能來驅動探測器 。 當探測器距離太陽太近時 , 它們可以縮短在隔熱罩后面以防止過熱 。
此外 , 整個帕克太陽探測器還利用加壓的去離子水進行冷卻 , 它能很好地節制探測器將要表露的極端溫度 。 配備了進步前輩的隔熱罩 , 帕克太陽探測器將能以史無前例的近距離來研究太陽 。

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