顶着上百万度的高温，帕克太阳探测器，为什么没有被烧化？

twq19810302 · 发表于 2023-4-7 13:26:29

漂亮国宇航局发射其最具野心的太阳探测器帕克太阳探测器，该探测器将踏上前往太阳和“触摸”太阳的旅程，比以往任何其他太阳探测器都更接近太阳表面。

根据计划，帕克太阳探测器最靠近太阳的三个轨道将使其在距离太阳表面620万公里（8.86太阳半径）范围内飞行。有太阳的外部大气或外部日冕的内部，那里的温度至少为100万度。

那么，为什么帕克太阳探测器如此靠近太阳却不会融化呢？它是如何做好隔热的？

即使是最先进的隔热板也会在100万度的高温下熔化。要知道，金星的表面温度约为460摄氏度，这导致了前苏联在20世纪80年代发射的金星探测器在登陆金星后发生电子故障。

对此，NASA解释说，保护帕克太阳探测器的关键在于温度、热量和空间密度的差异。

物体的温度来自组成粒子的恒定热运动，因此温度实际上是粒子运动速度（或平均动能）的表示。相反，热量测量实际传递的能量。在浩瀚的宇宙中，粒子可以移动得很快，但它们不会传递很多热量，因为这些粒子之间有很大的空间。

漂亮国宇航局科学家苏珊娜·达林博士解释说，虽然帕克太阳探测器将要飞行的日冕温度极高，但那里的密度很低。想象一下把手放在热炉子前面和把手放在沸水中（千万不要尝试）之间的区别。显然，热炉前的手可以比沸水中的手更长时间地承受更高的温度，因为开水中的手会与更多的热粒子相互作用。

类似地，与太阳的可见表面相比，日冕的密度更低，因此帕克太阳探测器在与更少的热粒子相互作用时不会接收太多热量。因此，保护探测器上大部分仪器的隔热板预计将被加热至1370摄氏度，而不是100万摄氏度。

帕克太阳能探测器配备了一个非常先进的隔热板，它由两块过热的碳碳复合板组成，中间夹着一个11.5厘米的泡沫碳芯。

面向太阳的一面涂有明亮的白色陶瓷漆，直径约2.4米，可以有效反射阳光以减少热量。由于泡沫的轻盈，这种隔热板的重量仅为72.5kg。有了这种隔热板，帕克太阳探测器的大多数仪器的温度仅为30摄氏度。

此外，还有一些仪器需要在隔热板外工作，它们由其他特殊材料制成。例如，用于捕获带电粒子以测量其流量的法拉第杯由钛锆钼合金制成，其熔点约为2350摄氏度。

为仪器产生电场的芯片是用钨锻造的，钨是已知熔点最高的金属，其熔点高达3422℃。探测器上的金属丝由铌制成，其熔点为2477摄氏度。探测器上的传感器将帮助它纠正方向，这样精确的仪器就不会暴露在阳光下。

至于太阳能电池板，它们用于收集太阳能来驱动探测器。当探测器离太阳太近时，它们可以收缩到隔热板后面以防止过热。

此外，整个帕克太阳探测器还由加压去离子水冷却，这可以很好地控制探测器将暴露的极端温度。配备先进的隔热板，帕克太阳探测器将能够在前所未有的近距离研究太阳。

见崎鸣black · 发表于 2023-4-7 15:33:07

啥时候我们能搞一颗

联合舰队 · 发表于 2023-4-7 13:52:13

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