帕克探測器發射在即將最近距離探測太陽


美國太空總署耗資十五億美元研發的帕克(Parker)太陽探測器,計劃在8月初發射升空飛往太陽,開始為期七年的觀測任務。將會是第一個穿越日冕(太陽大氣最外層)的探測器,最終抵達距離太陽表面僅六百一十萬公里的位置,是至今為止人造衛星最接近太陽的地方。帕克探測器此行將幫助人類解答一些關於太陽懸而未決的重大問題。

帕克探測器是以美國天體物理學家尤金·帕克(Eugene Parker),這是美國太空總署首次以還在世的科學家的名字為太空探索計劃命名。帕克在1958年發現了太陽風的存在,即從太陽上層大氣射出的連續帶電粒子流。芝加哥大學研究創新國家實驗室副主任愛力·艾薩斯(Eric Isaacs)說:「這個發現從根本上改變了我們理解太陽、太陽風層和總體星際空間的方式。」 同年美國太空總署成立,當時便把近距離探日作為目標任務之一。這意味著,帕克項目已經醞釀了六十年。

帕克探測器此行將繞太陽運行二十四圈,其間七次飛越金星,逐漸縮短圍繞太陽旋轉的軌道半徑。它將配備五台儀器,用於測量與取樣,主要肩負了解太陽的三大任務。

首先,探索太陽風是繞日觀測的重要任務。太陽風雖然無法肉眼可見,但其實南北兩極出現的極光就是太陽風進入地球磁場後引發的。太陽風接近地球時會使磁場發生變化,可能造成電網停電、無線電通訊受到干擾等情況。人類目前對於太陽風吹向地球的機制還不是很了解,美國太空總署希望帕克探測器飛向日冕層,觀測並記錄太陽風被加速到超音速的過程,幫助科學家預測太空天氣的變化。預測太陽活動對人類極為重要,因為這些活動會影響地球電離層以及大氣密度,與我們日常生活息息相關。同時,太陽活動還會對太空船產生更加直接的影響。

其次,帕克會嘗試解開日冕的極端高溫之謎。日冕層是太陽大氣的最外層,在日全食過程中,肉眼看到的那個光圈就是日冕,其厚度達到幾百萬公里以上。太陽的可見表面的溫度大約為攝氏五千五百度,但是日冕的溫度卻超過攝氏一百萬度,是前者的數百倍。日冕的反常高溫從何而來一直令科學家費解,因為太陽的能量是來自其核心的。

最後,了解太陽高能粒子加速行進的機制也是任務之一。太陽高能粒子產生於太陽耀斑和日冕物質拋射,其速度可以達到光速的一半。太陽高能粒子不僅會對人造衛星的電子設備產生干擾和損害,其輻射還會危及太空人的生命安全。帕克探測器此行將探索是什麼給太陽高能粒子加速。

【圖:美國太空總署;文:節錄自科學網頁;新聞訊息由林景明提供】

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