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人類歷史上最偉大的探測器是什麽?

航天事業發展至今,人類發射的航天器總數早已超過5000個,還有近百個探測器離開地球軌道前往更深的太空。但是人類發射過的最偉大的深空探測器是什麽?只能說見仁見智了。有人說旅行者壹號是1977年發射的,也有人說是2018年發射的,是為了近距離探測太陽。誰是最偉大的探測器真的沒有最終答案,我們就當他們是人類歷史上最偉大的探測器吧。

首先,從旅行者1號探測器來看,20世紀70年代是美蘇冷戰和太空霸權的鼎盛時期。在此期間,美國和蘇聯的航天事業發展非常迅速。此時美國已經完成了多次載人登月任務,新研制的可重復使用航天飛機也完成了太空滑翔著陸試驗。同年,美國發射了旅行者1號外層空間探測器,這是壹個探索太陽系外援的深空探測器。主要目的是探索地球所在的深空和太陽系其他行星是什麽樣子的。

因此,旅行者1號探測器使用了可以持續供電更長時間的核電池,並為旅行者1號上攜帶的金屬電唱機供電,以保證其在數百年的飛行周期中能夠持續不斷地從地球釋放聲音。同時,旅行者1號還將對更靠近太陽系邊緣的土星及其光環以及附近的木星進行深空探測。無獨有偶,1977年旅行者1號發射的那壹年,恰好是太陽系星系每176年重疊壹次的壹年,而這壹年發射的深空探測器在脫離地球引力束縛,借助其他行星引力進行深空飛行時,受到了更大的引力。這使得旅行者1號的發射比旅行者2號晚了兩個多月,但在其他星球引力的加速下,旅行者1號只用了十天就追上了旅行者2號。到達土星軌道也更快。

旅行者1號在完成了土星、土星環和木星的行星探測後,其使用壽命仍然很長,而且正處於美蘇太空爭霸的白熱化時期,所以美國國家航空航天局為旅行者1號制定了壹個更加遙遠的深空探測計劃,就是直接飛到太陽系更加遙遠的邊緣,探測太陽系邊緣太陽風中的粒子。

有趣的是,雖然旅行者1號的重量不到壹噸,但由於質量更輕,它的空間加速更快,消耗的燃料更少。所以1977年旅行者壹號發射後,2019年過去了42年,旅行者壹號仍然處於可控飛行狀態。2019年底,美國國家航空航天局宣布旅行者1號已經飛到太陽系邊緣,距離地球約211億公裏,即將飛出太陽系,這也是人類歷史上距離地球最遠的壹次。

帕克太陽探測器是人類發射的第壹個專註於近距離探測太陽的太空探測器,也是美國國家航空航天局歷史上第壹個以世界命名的航天器。雖然帕克太陽探測器並不是人類歷史上發射的第壹個專門用於太陽探測的航天器,比如早在冷戰時期,蘇聯發射的月球2號,美國發射的水手2號和水手4號,以及後來的阿波羅和SOHO探測器都是為了接近太陽探測太陽風。當時由於當時的技術限制和太陽附近幾萬度的高溫,早期的航天器無法承受長時間的近距離高溫輻射。所以,雖然人類較早發射了幾次太陽探測器,但當時都是站著的。當時人類永遠無法理解太陽表面溫度只有6000攝氏度。為什麽周圍太陽風組成的日冕溫度達到幾百萬攝氏度,太陽風中粒子的速度超過音速?所以,我們需要壹個能忍受日冕幾百萬度高溫,真正深入虎穴壹探究竟的探測器。

因此,帕克太陽探測器帶著沈重的負擔出發了。按照計劃,帕克探測器將深入距離太陽僅600萬公裏的日冕進行實際探測。這個距離比離太陽最近的4300萬公裏要近得多。這裏要忍受的溫度對於任何人類發射的飛船來說也太高了。

那麽帕克太陽探測器是如何抵禦日冕中幾百萬度的最低溫度的呢?答案就在帕克太陽探測器攜帶的“太陽帽”裏。首先,夏天氣溫最高的時候,室外溫度可以達到40度以上。那時,如果我們長時間接觸暴露在陽光下的石頭或金屬吸熱物體,我們很可能會被燙傷,因為雖然溫度只有40多壹點,但這些長時間暴露在陽光下的物體吸收的太陽光能量積累的熱量往往已經達到70度以上。

那麽,對於太陽周圍有幾百萬高溫的日冕——溫度不等於熱量,因為日冕中的粒子非常稀疏,這就使得同壹時間日冕中被帕克太陽探測器擊中的粒子數量較少,所以帕克太陽探測器吸收的熱量不會達到幾百萬度。這就像下雨壹樣。密集的暴雨很可能壹兩秒鐘就把傘打濕,但雨滴間距大的時候,可能會把傘泡幾分鐘。

因此,對於帕克太陽探測器來說,憑借日冕中粒子分布非常稀疏的優勢,帕克太陽探測器主要可以承受上千度的高溫烘烤而安全飛行。所以帕克·皮爾戴的太陽帽是美國國家航空航天局十年研發的黑科技隔熱板。它的外層是白色陶瓷材料,可以發射和隔離高溫,讓太陽帽後面的探測器安全運行。而且帕克還在日冕中繞著太陽飛行,所以帕克身上配備的太陽帽可以根據不同方向的溫度實時調整太陽帽與探測器之間的角度,使其後面的探測器始終屬於“最涼爽的位置”。

此外,美國國家航空航天局為帕克太陽探測器設計的軌道並不總是在日冕中飛行,而是類似於更多航天器的橢圓軌道,在太陽附近探測日冕,並在它飛得更遠、更冷、更靠近地球時將探測到的數據發回地球。

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