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1 # 貓先生內涵科普
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2 # 郭哥聊科學
帕克號能在上百萬攝氏度的日冕層中存活這個事情應該從四個方面去看:
第一、溫度和熱量是兩個不同的物理概念,熱涉及到能量的傳遞的過程。日冕層雖然溫度非常高,但是其中的高溫溫等離子體的密度其實比較稀薄的,探測器的飛行速度又很快,實際接受的能量仍能保持在可控的範圍。
第二,帕克做了非常周密的防護。隔熱技術是帕克最為重要的一項,帕克號防熱罩是個直徑2.4米的三明治結構,外表是碳-碳複合物,類似於網球拍的材料,裡面包裹著10釐米厚的碳泡沫,其中97%的成分是空氣。
第三、冷卻陣配合防熱罩進行工作。水經過太陽能電池時被加熱,再經過散熱器冷卻,迴圈往復。
第四、為了確保帕克號的裝置始終“躲在”防熱罩後,安裝在防熱罩陰影邊緣的7個太陽感測器能在探測器與地球無法聯絡的時間段監控故障,自動校準探測器的路線和朝向。
帕克探測器因物理學家尤金·帕克得名。1958年,他發表了一篇關於太陽風理論的里程碑式的論文。當年帕克的論文能被髮表都是一個奇蹟,這個不是這篇的主題,有興趣的可以看我之前寫的文章專門介紹過這個事情。可以這麼說,帕克專案經過了60年的醞釀年,隨著近年來相關技術的成熟才得以成型,最終成功發射升空。至於能取得的科學成果,咱們作為吃瓜群眾還是拭目以待吧。
貓先生來總結一下吧。日冕的溫度雖高,可是帕克探測器卻是採用了一定的技巧,避免了正面硬抗這所謂的百萬度高溫,從而可以開展正常的工作。
自身良好的隔熱的設施以及設計。
帕克太陽探測器配備了由兩個過熱的碳-碳複合板組成隔熱罩,中間是一個11.5釐米的泡沫炭核心。朝向太陽的一面是亮白色的陶瓷顏料,可以高效反射太Sunny,隔熱罩工作正常的情況下,大部分儀器所處環境的溫度能保持在30攝氏度。
在隔熱罩之外工作的儀器,是由其他特殊材料製成。用來捕捉帶電粒子以測量它們流動的由鈦鋯鉬合金製成的法拉第杯,熔點大約為2350攝氏度。探測器上的由鈮製成的電線,熔點是2477攝氏度。探測器上的感測器可以自動修正方位,使精密的儀器不會暴露在太陽的灼熱射線中。
整個帕克太陽探測器還有水冷裝置,它能有效的保持整體溫度在一定範圍。
日冕溫度雖高,但密度極低,真正傳導的熱量其實並沒有多高
物體的溫度來自於組成粒子在做永不停歇的熱運動,所以溫度其實是表徵粒子的運動速度(或者說平均動能)。在浩瀚的宇宙空間中,粒子的運動速度可以非常快,但其實數目極少,算下來不會傳遞很多熱量。
日冕與太陽表面的大氣層相比,那裡的密度其實相當的低,別看測量儀器的溫度分分鐘爆表,其實與探測器接觸到的粒子數目極少,多數還是熱輻射,遠遠達不到地球上高密度空氣中百萬度這樣的概念。
綜上所述,帕克是可以安心工作的。
我是貓先生,感謝閱讀。