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伊卡洛斯之旅? NASA要與太陽親密接觸

大視野

伊卡洛斯之旅? NASA要與太陽親密接觸
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伊卡洛斯之旅? NASA要與太陽親密接觸

2017年06月13日 23:45 最後更新:06月14日 09:45

希臘神話中,發明家代達羅斯幫兒子伊卡洛斯製造了一對翼,幫他逃出迷宮。伊卡洛斯體驗到飛翔的快樂,越飛越高,因為太過接近太陽,一對翼難抵高溫熔化,他最終墜海身亡。美國宇航局(NASA)宣佈了明年的計劃,與這個神話故事有幾分相似,要派太空船去接近太陽作科學研究,不同的是,NASA擁有讓這對翼耐高溫的科技。

帕克太陽探測器想象圖(NASA圖片)

帕克太陽探測器想象圖(NASA圖片)

NASA早前宣佈,計劃明年將「帕克太陽探測器」(Parker Solar Probe)送入太陽大氣層軌道,持續觀測日冕活動,了解太陽風的構成。這將是迄今人類與太陽的「最親密接觸」。

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帕克太陽探測器想象圖(NASA圖片)

帕克太陽探測器想象圖(NASA圖片)

帕克太陽探測器(NASA圖片)

帕克太陽探測器(NASA圖片)

科學家在調整探測器(NASA圖片)

科學家在調整探測器(NASA圖片)

探測器運作示意圖(NASA圖片)

探測器運作示意圖(NASA圖片)

天文學家尤金帕克(AP圖片)

天文學家尤金帕克(AP圖片)

太陽日冕想象圖(網上圖片)

太陽日冕想象圖(網上圖片)

帕克太陽探測器(NASA圖片)

帕克太陽探測器(NASA圖片)

帕克太陽探測器外包12厘米厚耐高溫碳複合物料保護罩,才能如此接近太陽。其實早在1958年,科學家就已經計劃發射探測器去研究太陽,但當時的材料技術無法抵禦幾千度高溫和太陽的其他輻射。

科學家在調整探測器(NASA圖片)

科學家在調整探測器(NASA圖片)

目前尚在建造和測試的帕克太陽探測器預計明年將沿橢圓形軌道發射,隨後進入水星軌道。它將反復飛越金星,利用行星引力加速,以便更快和更接近太陽,它亦會成為飛行速度最快的人造物。最終帕克太陽探測器將飛進距離太陽表面約640萬公里的軌道上,以每小時約70萬公里的速度飛行。它亦會成為飛行速度最快的人造物。至2025年,它將沿軌道飛過日冕24次,讓身處地球的科學家從探測到的數據中尋找有關太陽風問題的答案。

探測器運作示意圖(NASA圖片)

探測器運作示意圖(NASA圖片)

帕克太陽探測器原本叫「太陽探測器+」(Solar Probe Plus),以帕克命名是為了紀念已經90高壽的天文學家尤金帕克(Eugene Parker)。尤金帕克曾成功預測出超音速太陽風的存在,是太陽風研究的先驅。今次亦是NASA首次以尚在世的人命名太空飛行器。

起初科學家認為,行星之間的區域是荒涼的真空。但尤金帕克卻描述出加速帶電粒子和衝擊磁場之間復雜的相互作用。太陽所發射出來的一連串帶電粒子流正是太陽風,其速度高達每小時160公里。1962 年,NASA的水手2號太空船飛往金星,證實了帕克對太陽風的預測。尤金帕克的理論從此改變了天文學界研究太陽、太陽風以及星際空間的方式。

天文學家尤金帕克(AP圖片)

天文學家尤金帕克(AP圖片)

經過長達半個世紀的研究,科學家對太陽的了解更多了,但依然不明白太陽風是如何產生的。太陽表面的溫度逾5萬攝氏度,然而距離太陽表面的大氣層,即日冕,其溫度竟高達350萬攝氏度。超高溫的日冕讓太陽風獲得能量,能加速至超音速。科學家目前仍不明白這種溫度差異變化的過程,懷疑是受太陽磁場影響,但尚待證實。

要解決這個問題,只有派探測器近距離接觸日冕,捕捉太陽風的數據。負責NASA明年太陽探測器任務的科學家尼古拉霍士(Nicola Fox)說:「為什麼日冕層溫度比太陽表面還高?這違背了自然規律。簡直像水往山上流一樣。不應該有這種情況的。除非真正到太陽面前去感受一下,否則永遠沒辦法回答這些問題。」

太陽日冕想象圖(網上圖片)

太陽日冕想象圖(網上圖片)

NASA表示,帕克太陽探測器抵達目的地後,將測量太陽的電場和磁場,分類整理太陽風的構成成分,並給日冕拍攝照片。近距離觀測太陽,有助於揭示太陽的運行機制,了解太陽與地球和其他行星之間的關係,亦能提高人類預測太空天氣的能力。正如尼古拉霍士形容,這是「太陽下最cool又最hot的任務」(the coolest hottest mission under the sun)。




科技控

** 博客文章文責自負,不代表本公司立場 **

微軟聯合創始人艾倫(Paul Allen)與SpaceX創辦人馬斯克(Elon Musk)共同創辦的太空技術公司Vulcan Aerospace日前對外公佈了首款產品,一架翼展達117米的巨型飛機「Stratolaunch Systems」。這架飛機亦創下翼展最長飛機的世界紀錄。

AP圖片

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「Stratolaunch Systems」的最大特點是雙機身設計,裝有6部PW4056渦扇發動機、有28個機輪,空重約226噸,最大起飛重量約為590噸。駕駛艙設在右側機身,可容納機師、副機師和飛機工程師總共3名機組人員 。兩側機身之間可搭載重達275噸的火箭,當飛機飛至1.1萬米高空後,火箭便會與機身分離,繼續將衛星送上地球軌道。

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相較於傳統發射場發射模式,空中發射火箭有更多優勢,除了能避免天氣給發射帶來的影響,還能借飛機的加速使火箭更快進入太空。根據Vulcan Aerospace公司的規劃,「Stratolaunch Systems」亮相後還將進行包括燃油系統在內的一系列地面測試,預計在2019年進行首次示範性發射。

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用飛機來發射火箭並非Vulcan Aerospace公司首創,之前Orbital ATK公司就已經使用L-1011發射過Pegasus空射火箭,可以將重量約為1000磅的小衛星送入地球軌道。今次Vulcan Aerospace公司公佈「Stratolaunch Systems」,相信必會掀起各科技公司對新型火箭發射模式探索的熱潮。

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講起「Stratolaunch Systems」,就不得不提艾倫,這位依靠微軟起家的億萬富豪成長於美蘇太空爭霸最為激烈的時代,這令他一直有發展太空科技的理想。他曾在回憶錄中說,從小時候開始就痴迷於火箭,對「阿波羅」探測器印象深刻,連「水星」任務中7名太空人的名字都記得清清楚楚。而且他小時候已經製作了很多精緻的火箭模型,夢想有日能夠將人類送去火星。

Paul Allen(網上圖片)

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