物理科技生物学-PHYICA

帕克太阳探测器正受到超高速尘埃的冲击。会不会损坏飞船?

天文学与空间 2022-09-17 00:03:21

作者:安迪·托马斯维克,今日宇宙 艺术家的帕克图像以及与研究相关的图表和图像

信用:美国航天局/ JHUAPL / LASP 跑得很快有一个很大的缺点——如果你被什么东西击中,即使它很小,也会受伤

因此,当有史以来最快的人造物体——帕克太阳能探测器——被只有人类头发丝那么小的尘埃击中时,它们仍然会造成损害

问题是有多大的伤害,我们能从伤害到底是如何发生的中学到什么吗?根据科罗拉多大学博尔德分校(UCB)科学家的最新研究,第二个问题的答案是肯定的,事实上,我们可以

帕克正以凉爽的180公里/秒(400,000英里/小时)的速度在太阳系内部绕太阳运行

但是它所穿越的环境一点也不凉爽——探测器需要巨大隔热罩的帮助,以确保恒星的全部力量不会完全摧毁它的内部

然而,隔热板并不总是朝向飞行器前进的方向,因此它无法持续保护敏感的内部机体免受任何灰尘的冲击,其中一些灰尘的冲击速度达到惊人的10,800公里/小时(6,700英里/小时)

那么当尘埃撞击宇宙飞船时会发生什么呢?通常,首先,颗粒蒸发,然后电离,从而分离构成颗粒原子的离子和电子,产生等离子体

这些等离子体本身会产生微小的爆炸,持续时间只有千分之一秒

然而,更大的颗粒实际上会产生碎片

其中一些碎片是由蒸发的灰尘组成的,但也有一些可能是被尘粒吹走的帕克的小部分

这些撞击的另一个后果是肉眼看不到的——它们干扰了探测器周围的电磁场

这种干扰就是博士

UCB大气和空间物理实验室的大卫·马拉斯平正在用它来更好地了解帕克当地的环境

信用:美国宇航局 因为帕克比任何其他人造物体都更靠近太阳,所以它一直沐浴在太阳风中——一股从太阳发出的等离子流

等离子体由带电的离子和电子组成,因此它也有一个相关的磁场

任何其他引入的等离子体,如尘埃与帕克碰撞产生的等离子体,都会冲击磁场

帕克有自己的一套磁敏感仪器,可以用来监测太阳磁场

但它们也有助于探测帕克与尘埃碰撞产生的等离子体是如何被太阳风卷走的

虽然这些数据确实有助于理解“黄道带云”(一种位于太阳附近的大型尘埃云)的一些环境条件,但它们也有助于理解任何地方的小规模电离过程是如何与太阳风相互作用的

这对于模拟金星或火星大气与太阳风的相互作用特别有用

斯科特·曼利探索了帕克任务的第一个结果

作为磁性研究的一部分,研究人员还观察了一些从探测器上脱落的碎片

在某些情况下,碎片自身所处的位置并不理想,例如就在导航摄像头的正前方,导致图像中出现条纹或阳光反射到其中,并短暂地使探测器迷失方向

对于像帕克这样的任务来说,它必须时刻警惕自己的方向,以免被太阳晒伤,这样的迷失方向可能会结束整个任务

目前,帕克还有很多任务要完成

它的主要任务将持续到2025年,除了自2018年发射以来已经完成的9个轨道之外,还计划绕太阳运行15个轨道

希望它能在接下来的四年里继续运行,同时除了其他荣誉之外,还能保持“最受风沙侵袭的航天器”的称号

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