人类最快探测器近距离接触太阳

新的历史篇章已然掀开。 就在刚才，人类史上最快的探测器，首次抵达了距离太阳最近的地方—— 距离太阳表面仅 610 万公里，相当于地球与太阳平均距离的 4%。 NASA 官宣，北京时间今晚 7 时 53 分，帕克太阳探测器（Parker Solar Probe，PSP）正在飞越全新的近日点。 请看图片，这是探测器的英姿。 此前，从未有任何人造物体如此近距离地靠近过恒星，此次飞越以每秒 192 公里（光速的 0.064%）的速度进行，将人造物体的最高飞行速度推向了新的高峰。 再看这张图片，展示了 PSP 的风采。 据 NASA 介绍，PSP 将彻底改变我们对太阳的认知。 一直以来，它的科学目标就是飞越太阳，观测太阳大气的最外层——日冕。 2021 年，它首次飞越日冕，采集到了那里的粒子和磁场数据，成为人类历史上首个接触太阳的航天器。 此次飞越恰逢太阳活动周的极大期，PSP 将收集测量数据和图像，帮助我们更深入地了解太阳风的起源和演化。 飞越过程中，PSP 会与地面失去联系，整个流程需依靠自主控制完成。 若成功，PSP 发出的首个返回信号将于当地时间 12 月 27 日抵达 NASA。 人类史上首次接触太阳 在人类历史中，PSP 是飞行速度最快的航天器，也是首个接触太阳的航天器。 协调世界时（UTC）2018 年 8 月 12 日 07 时 31 分（北京时间下午 15 时 31 分），重 685 公斤的 PSP 在美国佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地发射升空。 发射后两个多月，PSP 就成为了有史以来距离太阳最近的人造物体，打破了 Helios 2 号航天器于 1976 年 4 月创下、保持了 40 多年的纪录。 此后，这个纪录又不断被 PSP 自己打破，2021 年它首次飞越了日冕，成为人类历史上首个接触太阳的航天器。 此次飞越近日点时，PSP 离太阳的距离再创纪录，速度更是达到了每秒 192 公里（光速的 0.064%），相当于不到 10 秒就能从北京飞到广州。 帕克太阳探测器的命名，是为了纪念天体物理学家尤金·纽曼·帕克（Eugene Newman Parker）。 他是现代太阳风和磁重联理论的奠基人，提出了纳米耀斑的存在，以此解释日冕加热现象，1956 年基于数学理论发现并命名了太阳风，后被航天器测量所证实。 PSP 是 NASA 第一艘以（当时）在世人物命名的航天器，2022 年 3 月，94 岁的帕克在芝加哥逝世。 回到探测器本身，它的设计目的是在距太阳表面约 650 万公里的范围内俯冲，追踪能量流，研究日冕的加热，并探索加速太阳风的因素。 该任务将为困扰科学家 60 多年的长期问题提供答案—— 为何日冕比光球层热得多？太阳风如何加速？高能太阳粒子的来源是什么？ 注：太阳由内而外依次由核心、辐射区、对流层、光球层、色球层、日冕层构成，光球层之下称为太阳内部，光球层之上称为太阳大气。 为了收集这些问题的数据，PSP 主要携带了四种仪器——电磁场探测器 FIELDS、太阳综合科学调查工具 IS☉IS、宽视场成像仪 WISPR，以及太阳风粒子（质子、电子、阿尔法粒子）计数器 SWEAP。 这些探测器旨在研究磁场、等离子体和高能粒子，并对太阳风进行成像。 同时，为避免被太阳辐射损坏，PSP 及其仪器采用了 11.43 厘米厚的碳复合材料防护罩，可承受近 1377 摄氏度的高温。 有趣的是，在 PSP 高增益天线下方的铭牌上，还安装了一块包含超过 110 万人名字的存储卡，其中还存储了帕克的照片以及他 1958 年发表的论文副本。 △帕克探测器 3D 模型，来源：NASA PSP 依靠金星重力辅助来接近太阳，逐渐降低其轨道近日点，最终达到约 8.5 个太阳半径（约 600 万公里）的高度。 PSP 已经完成了七年内七次对金星的飞越，目的是逐渐缩小其绕太阳的椭圆轨道，到任务结束时将一共围绕太阳飞 24 圈。 △来源：维基百科，作者：Phoenix7777 2018 年 10 月 3 日，PSP 第一次飞越金星，一个多月后的 11 月 6 日以每秒 95 公里的速度首次到达近日点。 此后，PSP 又六次飞越金星，最近一次是在今年的 11 月 4 日；二十一次到达近日点，今天之前的最近一次在今年九月，速度为每秒 176 公里。 在这一过程中，PSP 于 2021 年首次飞越日冕并采集了数据，成为人类历史上首个接触太阳的航天器，此后又执行了多次飞越日冕的操作。 7 年多的飞行时间，PSP 已经取得了不少发现： 2018 年 11 月 6 日，PSP 观测到其首次太阳风磁场逆转；PSP 发现了距太阳半径 560 万公里的宇宙无尘区的证据；2021 年 4 月 28 日，PSP 在 18.8 个太阳半径处遇到了特定的磁场和粒子条件，表明它穿透了阿尔文表面；2022 年 9 月 25 日，PSP 的图像中首次发现了彗星，这颗彗星被命名为 PSP-001；自此，帕克太阳探测器拍摄的图像中又陆续发现了 19 颗掠日彗星，其中包括两颗非群彗星；今年，在 PSP 观测到的日冕物质抛射过程中检测到了开尔文-亥姆

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