刚刚发射的人类最强太阳探测器的名字,是怎么来的?

小火箭出品

本文作者:邢強博士

本文共3267字, 26圖。 預計閱讀時間:5分鐘


公元2018年8月12日, 帕克探測器, 人類有史以來最強大的太陽探測器在德爾塔IV重型運載火箭中靜待被發射升空,

準備開啟為其7年的“觸摸太陽”任務。



公元2018年8月12日, 協調世界時7點31分00秒, 北京時間15點31分00秒, 這枚德爾塔IV重型運載火箭從卡納維拉爾角第37號發射場點火成功, 隨后將人類有史以來最強的太陽探測器帕克送入預定軌道。

本系列, 小火箭將要和大家一起對帕克探測器進行詳細分析, 主要探討如下幾個問題:

帕克探測器有什么過人之處

為什么該探測器叫帕克

太陽這么熱, 她是如何靠近太陽又不被烤焦的?

這7年的征程, 她的軌道是怎樣設計的?

為什么人類要派探測器去碰觸太陽

小火箭留一道思考題。


第一


帕克探測器升空后, 在為期7年的旅程中, 將要創造這樣的歷史:

帕克將成為人類最靠近太陽的飛行器;

帕克將創造人造物體飛行速度新的世界紀錄

當靠近太陽的時候, 從帕克的眼睛中看到的太陽, 會比我們從地球上看的太陽還要明亮625倍

帕克將為我們揭開有關太陽的很多謎題的答案。

這些, 小火箭將要和大家一一進行分析。 不過, 在所有這些分析啟動之前, 我們先得了解一下帕克這個名字。

帕克


帕克探測器, 是美國宇航局NASA, 有史以來, 第一次以一位仍然在世的科學家的名字來命名一枚探測器。


說起尤金·帕克博士(今年已經91歲了),或許全世界很多人對他依然不是很熟識。

不過,說起太陽風,每一位對科學有所了解的人都不該覺得陌生了。

而帕克博士,就是人類發現太陽風的重要貢獻者。



當發生日全食的時候,太陽的光球層被月球遮蔽,日冕層就展示在了人類面前。

上世紀30年代,人類抓住了日全食這樣絕佳的觀測機會,對太陽的日冕進行了詳細觀測。其結果是令人咋舌的:太陽的日冕比太陽表面的溫度高得多,按觀測數據的保守估計,也有一百萬攝氏度

上世紀50年代,英國數學家悉尼·查普曼博士用氣體動力學理論進行計算,認為日冕是一種熱的良導體,其影響范圍甚至會從太陽一直拓展到地球繞太陽軌道之外。

同樣是上世紀50年代,德國天文學家路德維希·比爾曼通過觀測彗星的尾巴,意識到,無論彗星處于軌道上的什么位置,其尾部都要盡可能地背向太陽的方向。他由此推測:

太陽無時無刻不在向外發送一種粒子,推著彗星的尾部產生偏移。


1958年,31歲的尤金·帕克博士剛好同時接觸了英國數學家查普曼博士的氣體動力學理論和德國天文學家比爾曼博士對彗星尾部方向變化的猜想。

他靈機一動:查普曼博士和比爾曼博士說的,或許是同一種物理學現象!

通過縝密計算,帕克博士得出了結論:

第一,太陽無時無刻不在向外吹送粒子,在太陽系內掀起了肉眼看不見的狂瀾;

第二,帕克博士把這種現象稱作太陽風,而且用流體力學的計算方式,詳細給出了太陽風從亞聲速到超聲速的加速模型。

這是1958年,帕克博士雖然已經不再年輕,但是也是只有31歲。此時全球知名的天體物理學家和天文學家的名單中,顯然并沒有帕克博士這個名字。

帕克博士興奮地把他的計算結果和太陽風模型投遞給《天體物理學期刊》的時候,得到的卻是兩位編輯的無情拒絕。


如今,我們知道太陽風的存在是不爭的事實。

但是,在1958年,所謂的主流科學界還是認為在太陽系中,除了恒星、行星和衛星之外,除了電磁波之外,空空如也。

31歲的帕克博士,在美國想要挑戰老家伙們的權威,談何容易!

不過,命運沒有捉弄帕克博士太久。他趕上了好時候。


上世紀50年代,咱們剛剛提到的英國數學家悉尼·查普曼博士到美國范艾倫博士家拜訪(對,就是地球的范艾倫輻射帶那個范艾倫)。

他們商定,牽頭組織一場由全球科學家參與的大型科學探索活動。


1957年7月1日至1958年12月31日期間,一項充滿了理想主義情懷的跨國科學計劃將要開始實施。

這是全球科學家與工程師的一次偉大的嘗試。他們試著讓科學跨越國界,試著讓冷戰鐵幕兩邊的科學家們聯合起來共同進行研究。

這一年,被稱作國際地球物理年


上上圖的國際地球物理年的紀念郵票中的兩只手來自米開朗基羅在西斯廷教堂的壁畫《創世紀》。

左側為剛剛被創造出來的亞當,右側的白衣老者則是上帝本人。他向亞當伸出右手,并把指尖對準亞當,仿佛是要向亞當傳遞生命之火。



發起國際地球物理年的這個倡議,直接導致了美國和蘇聯在太空領域的第一輪競賽,并最終以蘇聯成功發射了人類第一顆人造地球衛星斯普特尼克1號贏得競賽為結局。詳見小火箭的公號文章《小火箭講述人類第一顆人造衛星的傳奇》。

這場競賽的另外一個結果,就是促使美國人對科研系統的官僚作風和全民對科學的態度進行了深刻反思,最終誕生了美國宇航局NASA。



1958年7月29日,時任美國總統艾森豪威爾簽署美國85-568公共法案,成立了美國宇航局,也就是NASA。

31歲的帕克博士的太陽風模型,雖然沒有被當時美國那些所謂的院士和老專家們把控的主流學術界所接受,但是還是開始有不少人開始主動伸出援手。

最終,出生在英屬印度旁遮普省的48歲的美籍天文學家錢德拉塞卡(嗯,就是那個錢德拉望遠鏡所要紀念的那位錢德拉)力排眾議,力頂帕克博士的太陽風模型。

這樣,帕克博士的學術成果終于開始為世人所知。

但是,這也僅僅是模型得以發表,而主流科學界,依然不認同帕克博士的理論。


公元1959年1月2日,協調世界時16點41分21秒 ,在蘇聯拜科努爾航天中心,一枚由R-7洲際彈道導彈改進而來運載火箭點火。

該火箭準備將人類第一枚月球探測器 月球1號 送入月球軌道。

月球1號探測器攜帶了強大的遙測設備和遠距離通信系統,能夠在距離地球38萬公里的月球軌道上可靠運行并且把探測數據傳回地球。

然而,命運開了一個小小的玩笑:

1959年1月4日,由于地面人員的計算失誤,月球1號探測器沒能被月球引力所捕獲,而是從距離月球5995公里的地方,與月球擦肩而過。

不過,由于R-7洲際彈道導彈的能力太強了,賦予月球1號非常高的速度,這導致她并沒有向地球墜落,而是繼續向前,然后變成了人類第一個圍繞太陽運載的人造行星!

月球1號探測器上攜帶了多臺設備,原本用于探測月球軌道情況的。如今,探測器運行在繞太陽的軌道上,干脆就成了人類第一個日地空間環境探測器。

1959年1月6日,月球1號向地球傳回了信號。

月球1號此時距離地球足足有50萬公里,原本設計用來在距離地球38萬公里的月球軌道上向地球傳輸信息的通信系統居然還能夠可靠工作。

她在創造了人類通信距離的新的世界紀錄的同時,把蓋革計數器、閃爍器、微隕石探測器和磁場探測器的數據一股腦地發回了地球。

蘇聯科學家發現,月球1號傳回的數據表明,在地球繞太陽旋轉的軌道中間,存在大量高能高速粒子!每一秒,每平方厘米的傳感器平面上,足足記錄了700個粒子的碰撞與穿越!

在沖出地球磁場的保護后,強大的電離現象讓月球1號探測器暴露在了太陽粒子猛烈地轟擊下,不過頑強的探測器挺住了,并且忠實可靠地傳回了大量數據。

這是人類第一次直接觀測到太陽風!

當蘇聯科學家把這個觀測結果向全世界公開的時候,32歲的帕克博士一夜成名!

太陽


公元1961年2月12日,協調世界時00點34分36秒,蘇聯金星1號探測器在拜科努爾航天中心發射。

這是人類首顆飛掠金星的探測器。她上面安裝了2臺專門用于探測太陽風的探測器,證實了太陽風從地球軌道到金星軌道之間是普遍存在的。



公元1962年8月27日, 協調世界時06點53分14秒,美國水手2號金星探測器從卡納維拉爾角發射場發射升空。

水手2號探測器攜帶2臺輻射儀(微波與紅外),1臺微隕石傳感器,1臺太陽能等離子體傳感器,1臺帶電粒子傳感器和1臺磁強計。


她認真進行了太陽風探測,證實了1959年蘇聯月球1號探測器的數據。


至此,太陽風的存在成為了科學界的共識。



版權聲明:

本文是邢強博士原創文章,騰訊獨家內容。歡迎朋友圈轉發。

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說起尤金·帕克博士(今年已經91歲了),或許全世界很多人對他依然不是很熟識。

不過,說起太陽風,每一位對科學有所了解的人都不該覺得陌生了。

而帕克博士,就是人類發現太陽風的重要貢獻者。



當發生日全食的時候,太陽的光球層被月球遮蔽,日冕層就展示在了人類面前。

上世紀30年代,人類抓住了日全食這樣絕佳的觀測機會,對太陽的日冕進行了詳細觀測。其結果是令人咋舌的:太陽的日冕比太陽表面的溫度高得多,按觀測數據的保守估計,也有一百萬攝氏度

上世紀50年代,英國數學家悉尼·查普曼博士用氣體動力學理論進行計算,認為日冕是一種熱的良導體,其影響范圍甚至會從太陽一直拓展到地球繞太陽軌道之外。

同樣是上世紀50年代,德國天文學家路德維希·比爾曼通過觀測彗星的尾巴,意識到,無論彗星處于軌道上的什么位置,其尾部都要盡可能地背向太陽的方向。他由此推測:

太陽無時無刻不在向外發送一種粒子,推著彗星的尾部產生偏移。


1958年,31歲的尤金·帕克博士剛好同時接觸了英國數學家查普曼博士的氣體動力學理論和德國天文學家比爾曼博士對彗星尾部方向變化的猜想。

他靈機一動:查普曼博士和比爾曼博士說的,或許是同一種物理學現象!

通過縝密計算,帕克博士得出了結論:

第一,太陽無時無刻不在向外吹送粒子,在太陽系內掀起了肉眼看不見的狂瀾;

第二,帕克博士把這種現象稱作太陽風,而且用流體力學的計算方式,詳細給出了太陽風從亞聲速到超聲速的加速模型。

這是1958年,帕克博士雖然已經不再年輕,但是也是只有31歲。此時全球知名的天體物理學家和天文學家的名單中,顯然并沒有帕克博士這個名字。

帕克博士興奮地把他的計算結果和太陽風模型投遞給《天體物理學期刊》的時候,得到的卻是兩位編輯的無情拒絕。


如今,我們知道太陽風的存在是不爭的事實。

但是,在1958年,所謂的主流科學界還是認為在太陽系中,除了恒星、行星和衛星之外,除了電磁波之外,空空如也。

31歲的帕克博士,在美國想要挑戰老家伙們的權威,談何容易!

不過,命運沒有捉弄帕克博士太久。他趕上了好時候。


上世紀50年代,咱們剛剛提到的英國數學家悉尼·查普曼博士到美國范艾倫博士家拜訪(對,就是地球的范艾倫輻射帶那個范艾倫)。

他們商定,牽頭組織一場由全球科學家參與的大型科學探索活動。


1957年7月1日至1958年12月31日期間,一項充滿了理想主義情懷的跨國科學計劃將要開始實施。

這是全球科學家與工程師的一次偉大的嘗試。他們試著讓科學跨越國界,試著讓冷戰鐵幕兩邊的科學家們聯合起來共同進行研究。

這一年,被稱作國際地球物理年


上上圖的國際地球物理年的紀念郵票中的兩只手來自米開朗基羅在西斯廷教堂的壁畫《創世紀》。

左側為剛剛被創造出來的亞當,右側的白衣老者則是上帝本人。他向亞當伸出右手,并把指尖對準亞當,仿佛是要向亞當傳遞生命之火。



發起國際地球物理年的這個倡議,直接導致了美國和蘇聯在太空領域的第一輪競賽,并最終以蘇聯成功發射了人類第一顆人造地球衛星斯普特尼克1號贏得競賽為結局。詳見小火箭的公號文章《小火箭講述人類第一顆人造衛星的傳奇》。

這場競賽的另外一個結果,就是促使美國人對科研系統的官僚作風和全民對科學的態度進行了深刻反思,最終誕生了美國宇航局NASA。



1958年7月29日,時任美國總統艾森豪威爾簽署美國85-568公共法案,成立了美國宇航局,也就是NASA。

31歲的帕克博士的太陽風模型,雖然沒有被當時美國那些所謂的院士和老專家們把控的主流學術界所接受,但是還是開始有不少人開始主動伸出援手。

最終,出生在英屬印度旁遮普省的48歲的美籍天文學家錢德拉塞卡(嗯,就是那個錢德拉望遠鏡所要紀念的那位錢德拉)力排眾議,力頂帕克博士的太陽風模型。

這樣,帕克博士的學術成果終于開始為世人所知。

但是,這也僅僅是模型得以發表,而主流科學界,依然不認同帕克博士的理論。


公元1959年1月2日,協調世界時16點41分21秒 ,在蘇聯拜科努爾航天中心,一枚由R-7洲際彈道導彈改進而來運載火箭點火。

該火箭準備將人類第一枚月球探測器 月球1號 送入月球軌道。

月球1號探測器攜帶了強大的遙測設備和遠距離通信系統,能夠在距離地球38萬公里的月球軌道上可靠運行并且把探測數據傳回地球。

然而,命運開了一個小小的玩笑:

1959年1月4日,由于地面人員的計算失誤,月球1號探測器沒能被月球引力所捕獲,而是從距離月球5995公里的地方,與月球擦肩而過。

不過,由于R-7洲際彈道導彈的能力太強了,賦予月球1號非常高的速度,這導致她并沒有向地球墜落,而是繼續向前,然后變成了人類第一個圍繞太陽運載的人造行星!

月球1號探測器上攜帶了多臺設備,原本用于探測月球軌道情況的。如今,探測器運行在繞太陽的軌道上,干脆就成了人類第一個日地空間環境探測器。

1959年1月6日,月球1號向地球傳回了信號。

月球1號此時距離地球足足有50萬公里,原本設計用來在距離地球38萬公里的月球軌道上向地球傳輸信息的通信系統居然還能夠可靠工作。

她在創造了人類通信距離的新的世界紀錄的同時,把蓋革計數器、閃爍器、微隕石探測器和磁場探測器的數據一股腦地發回了地球。

蘇聯科學家發現,月球1號傳回的數據表明,在地球繞太陽旋轉的軌道中間,存在大量高能高速粒子!每一秒,每平方厘米的傳感器平面上,足足記錄了700個粒子的碰撞與穿越!

在沖出地球磁場的保護后,強大的電離現象讓月球1號探測器暴露在了太陽粒子猛烈地轟擊下,不過頑強的探測器挺住了,并且忠實可靠地傳回了大量數據。

這是人類第一次直接觀測到太陽風!

當蘇聯科學家把這個觀測結果向全世界公開的時候,32歲的帕克博士一夜成名!

太陽


公元1961年2月12日,協調世界時00點34分36秒,蘇聯金星1號探測器在拜科努爾航天中心發射。

這是人類首顆飛掠金星的探測器。她上面安裝了2臺專門用于探測太陽風的探測器,證實了太陽風從地球軌道到金星軌道之間是普遍存在的。



公元1962年8月27日, 協調世界時06點53分14秒,美國水手2號金星探測器從卡納維拉爾角發射場發射升空。

水手2號探測器攜帶2臺輻射儀(微波與紅外),1臺微隕石傳感器,1臺太陽能等離子體傳感器,1臺帶電粒子傳感器和1臺磁強計。


她認真進行了太陽風探測,證實了1959年蘇聯月球1號探測器的數據。


至此,太陽風的存在成為了科學界的共識。



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