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NASA2018:首次接触太阳,搜土卫二生命

科普小知识2021-08-17 15:56:56
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2018年,美国宇航局的科学家和工程师雄心勃勃。他们已经制定了一系列的计划,包括发送一个生命支持仪器来调查在土卫二或其他太阳系外的冰天雪地上是否存在外星生命,并首次启动一个太阳接触计划——对我们的恒星进行前所未有的近距离探测。

无论是在海洋世界寻找微生物,还是在炎热的环境中接触高能粒子,美国宇航局都坚持自己的信条:只有通过对这些活动实际发生的地方进行探测,才能知道最真实的情况。

用最先进的技术展示土卫二

卡西尼号的探测器在2015年发现,土星第六大卫星土卫二上的羽状冰被喷射到太空,其中含有大量氢分子和二氧化碳——对这两种物质存在的最好解释是,它们是由加热冰下海洋的热液反应产生的,这种反应可以精确地为深海微生物提供能量。

到2017年4月,在一次世界闻名的美国宇航局会议之后,人们都知道太阳系真正的“大迁移”是土卫二,它几乎具备了生命的所有必要条件——水、有机物和能源。

现在,根据美国宇航局官方网站,戈达德太空飞行中心的科学家已经设想并计划建造一个亚毫米波或无线电仪器,安装在土卫二上,研究它喷射的间歇泉中的水蒸气和冰粒的成分。这种仪器被称为“亚毫米土卫二生命基础仪器”(SELFI),这是这个波段中相对较新的人类实践。它需要回答的最后一个问题是土卫二和其他太阳系外是否有繁荣的生命。

目前,土卫二上大约有100个地点在持续排放羽流。塞尔菲的高频无线电波可以非常灵敏地发现其中的化学物质。经过改进,该仪器可以同时检测和分析13种分子,包括各种同位素形式,这样科学家就可以很容易地推断出卫星冰壳下的海洋成分。

在最近的距离探索太阳。

在美国国家航空航天局成立之初,科学家们就制定了一份任务清单,包括发射绕地球运行的望远镜,发射探测太阳系恒星和行星的探测器,以及将人类送上月球。

现在,所谓的“幻想”正在一步步变成现实——哈勃望远镜的发射改写了天文学教材,真正区分了地面望远镜和轨道望远镜;除了旅行者号的外层星系太空探测器,还有卡西尼号、朱诺号和其他行星探测器。在上个世纪,随着阿波罗计划的实施,人类也成功地登上了月球。到目前为止,在这个早期列表中只有一个项目还没有实现:对太阳的近距离观察,因为人类技术一直难以保护科学设备免受太阳辐射。

今年夏天,美国宇航局的“帕克”探测器即将开始一项里程碑式的探索——对太阳的接触探测。研究人员说,在享受太阳的光和热的同时,人们经常忘记它是一颗变化无常的星。科学家尤金·帕克在20世纪50年代认识到,太阳风,一种从日冕中释放出来的带电粒子,传播速度比音速还要快。现在,人们已经确定太阳风暴会干扰运行中的卫星,甚至会严重影响范艾伦辐射带。美国宇航局以帕克的名字命名了太阳能探测器。他已经90岁了,在此之前,从来没有过以活人命名的宇宙飞船。

探测器将通过重力加速绕太阳运行24圈,每次到达太阳,都会穿过被称为日冕的太阳大气层。根据《华盛顿邮报》的在线版报道,“帕克”号到达太阳表面的最近距离约为643.74万公里,是历史上航天器到达太阳的最小距离的7倍。它将以每小时724,000公里的速度穿过太阳大气层——以这个速度,从华盛顿到纽约只需要一秒钟。

探测器的隔热板将直接暴露在强烈的阳光直射下,并且其本身必须经受1427摄氏度的高温“测试”,以确保未暴露在阳光直射下的一侧的设备能够在大约室温的温度范围内稳定工作。帕克的隔热板由碳复合材料制成。虽然只有一个百科全书厚,但它能确保探测器在穿越日冕时能承受极高的温度。但是30年前,这是一项人们不敢想的技术。

从实验室测试开始,探测器将经历高温烘烤、激光轰击和热真空测试的“回火”,包括为期七周的测试,在测试中,探测器将被放置在零下180摄氏度的黑暗实验室中,模拟太空中的寒冷,然后被加热到探测器到达太阳时将经历的高温,从而确保它在未来的高风险“职业”中是安全和健康的。

该研究小组称,该探测器是60多年科技进步的结晶。它将帮助人类探索太阳的秘密并监测其活动。这些结果对地球上的每个人都有重要影响。目前,太阳风的加速过程仍是一个尚未解决的科学问题。幸运的是,答案可能很快就会揭晓。

(北京,1月29日,《科技日报》)

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