派克太阳探测器数据显示超高速尘埃影响如何造成损害

2021-11-12 15:49:16   编辑:华真贵
导读 宇航局的帕克太阳探测器多年来一直在探索太阳附近的空间并观察金星。该探测器于 8 月 12 日发射升空,迄今已为航天器创造了多项记录。

宇航局的帕克太阳探测器多年来一直在探索太阳附近的空间并观察金星。该探测器于 8 月 12 日发射升空,迄今已为航天器创造了多项记录。最近,该探测器被科罗拉多大学博尔德分校大气和空间物理实验室和约翰霍普金斯大学应用物理实验室的科学家用于研究航天器与超高速尘埃颗粒之间的碰撞。很难想象一粒灰尘能够对任何东西造成损害,但是当以令人难以置信的速度旅行时,微小的东西就会造成毁灭性的破坏。

研究人员利用帕克太阳探测器的电磁和光学观测数据,提供了迄今为止关于超高速尘埃撞击如何导致航天器损坏和中断其运行的最佳数据。目前,帕克以每小时 400,000 英里的速度在太阳附近运行。它目前正在穿过一个被称为黄道云的区域,这是一团厚厚的尘埃云,形状像煎饼,延伸到整个太阳系。云是由小行星和彗星横穿太阳系时脱落的微小尘埃颗粒组成。

航天器会遇到数千个直径约 2 微米到 20 微米的微小尘埃颗粒,在穿过该区域时不到人类头发宽度的四分之一。尘埃颗粒以每小时 6700 多英里的速度传播,撞击会造成严重破坏。当尘埃颗粒撞击航天器时,它会加热尘埃和航天器表面,足以使材料蒸发,然后电离。当材料电离时,它被分离成离子和电子成分,产生等离子体。

快速汽化和电离产生持续千分之一秒的等离子体爆炸。在与较大尘埃颗粒的撞击中,撞击会产生一团碎片,这些碎片从航天器上缓慢膨胀。研究人员能够利用航天器上的天线和磁场传感器来测量航天器电磁环境中的这些干扰。研究人员认为,这些发现可能有助于深入了解太阳周围的太空天气。

这些数据使该团队能够研究等离子体爆炸以及它们如何与太阳风相互作用。研究人员认为,通过在小范围内研究这一过程是如何运作的,他们可能会更好地了解金星和火星等行星周围较大的等离子体区域是如何被太阳风吹走的。该团队收集的数据也对帕克太阳探测器和可能在同一区域运行的未来航天器的安全产生影响。

至于对帕克本身的影响,该团队发现许多图像条纹呈放射状,起源于至关重要的隔热罩附近。数据还显示,一些碎片可能会将阳光散射到导航摄像机中,导致航天器暂时无法确定它在太空中的方向。这对太阳能探测器来说是一个特别危险的问题,因为它必须将其隔热罩精确定向,才能在其运行的极其恶劣的环境中生存。

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