大部分时候耀斑还伴随着日冕物质抛射 , 这些物质是含有数十亿吨带电粒子的巨大气泡 , 以极高的速度冲向太空 。 这就形成我们上面说的超级太阳风暴 。
太阳能给人类带来哪些灾难?
几十亿年后 , 太阳变成红巨星会吞噬地球 , 人类也无法幸免 。 当然这个时间跨度太长 , 最近的灾难也是有的--超级太阳风暴 。
1859年9月1日 , 英国天文学家理查德·卡灵顿发现太阳表面出现湍流现象 , 这是有史以来最猛烈的太阳爆发(超级太阳风暴)之一 。 太阳爆发被科学家称为日冕物质抛射 。 超过数十亿吨的太阳粒子朝地球的方向袭来 。 根据卡灵顿的观测数据 , 科学家现在估计太阳爆发的速度超过了每小时800万公里 。 全世界都能看到它的影响 。 北极光和南极光通常只在两极出现 , 但是那天晚上 , 它们一直延伸到热带地区 。 英国仪器记录了剧烈的地磁波动 。 电报线路火花带闪电的成片烧毁 , 三个月后才得以修复 。
1989年3月 , 太阳风暴敲响了现代警钟 。 一场太阳风暴摧毁了加拿大魁北克电网 , 导致600万人断电长达9小时 。 据统计 , 这次太阳风暴给魁北克电网造成了一千万美元的直接损失 , 而停电给用户造成的间接损失则高达数亿美元 。 太阳耀斑大约以11年为一周期呈现出有规律的爆发高峰期 。 在高峰期内的2周半时间里 , 科学家们记录了17次太阳爆发 , 其中包括有史以来最大的太阳X射线爆发 。 太阳粒子损坏了28颗通信卫星 , GPS导航系统停摆30个小时 。
2003年 , 万圣节太阳风暴并没有影响到地球 。 光子冲击波横扫火星 , 其强度之大 , 以至于烧毁了火星全球勘测者探测器上的辐射监测器 。 具有讽刺意味的是 , 这台仪器的设计初衷是 , 研究人类探险家未来在地球以外的任务中可能遇到的辐射 。 此时在前往遥远太阳系边缘途中的两艘旅行者号宇宙飞船 , 记录下了相同的太阳能脉冲 。 虽然太阳风暴对身处地表的人类健康没有威胁 , 但它会对现今这个日益依赖能源和技术的世界构成重大威胁 。
美国国家科学院曾发表一篇报告认为 , 像1859年那样的超级太阳风暴 , 仅第一年就可能给地球造成1至2万亿美元的损失 。 并且这种量级的超级太阳风暴 , 大约每150年就会袭击地球一次 。 照这个速度 , 不久之后地球可能还会再来一次 。 每一次猛烈的爆发 , 太阳都会放出另一个线索和警告 , 让我们为下一次超级太阳风暴做好准备 。 所以 , 我们才认真研究太阳 , 防患于未然 , 为迎接下一次挑战做准备 。 带着人类的希望 , 帕克出发了!
太阳引力又强温度又高 , 帕克太阳探测器都有哪些黑科技 , 完成不可能完成的任务?
首先我们要弄清帕克太阳探测器的任务目标 , 共有三个:
第一 , 追踪加热日冕与加速太阳风的能量流动 。
(为什么光球层6300度 , 日冕层50万度)
第二 , 确定太阳风源头的太阳磁场的动力学和结构 。
第三 , 确定传输和加速高能粒子的机制 。
其次 , 太阳引力超强 , 帕克探测器怎么接近太阳呢?
尽管太阳是我们整个太阳系的锚点 , 但要接近它并不容易 。
发射入轨时需要达到21.4公里/秒的速度 , 这是一个远远超出德尔塔V型火箭能力的速度 。 所以 , 德尔塔V型火箭为了给帕克探测器一个额外的推力 , 配备了特殊的第三级固体火箭 , 提供额外的3公里/秒的速度 。 与轨道中的每一个物体一样 , 帕克在接近近日点时会加速 , 远离时会减速 。 当探测器在太阳附近绕行时 , 它的速度高达每秒200公里 , 帕克将暂时成为速度最快的人造物体 。 帕克探测器在发射后将7次借助金星重力助推 , 来逐渐减小椭圆轨道的近日点 。 2018年11月帕克首次飞过近日点时与太阳光球层的距离约为2410万公里 , 2024年12月这一距离将减小到616万公里 , 约为日地距离的4% 。 在这些抵近飞越过程中 , 科学家能更好的认识太阳风的形成以及日冕的极端加热机理 。 整项任务共打算进行24次飞越 , 时间将持续到2025年 。
最后 , 太阳温度超高 , 帕克探测器怎么隔热呢?
这个秘密在于它头顶的白色护盾中 。
第一 , 护盾主要由直径11.4厘米的碳泡沫材料制成 , 这是一种迷人的材料 , 由超美材料创新实验室开发 。 在扫描电子显微镜下碳泡沫是这样的 , 一种类似无须蜂窝状的多孔材料 。 主体以开放空间为主 , 其内部体积97%的空间是空的 。 奇妙的结构和碳的热稳定性 , 提供了难以想象的隔热性能 。 接下来是碳碳复合材料 , 它是由石墨和有机粘合剂(如沥青或环氧树脂)结合制成的 。 这种混合物被涂抹到泡沫的每一面 , 然后 , 通过加热将粘合剂转化为纯碳形式 , 创建碳碳复合材料 。
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