93万°C高温!美国探测器是怎么“触摸”太阳而不被熔化的?( 二 )


【93万°C高温!美国探测器是怎么“触摸”太阳而不被熔化的?】在这里 , 太阳日冕温度高达93万°C , 但这并不会对帕克探测器造成伤害 , 因为我们在前边说了 , 尽管温度极高 , 太阳日冕等离子体极其稀薄 , 真正加热探测器的还是太阳直接发射出来的光子 。

帕克号到达太阳大气边缘
当帕克探测器接近太阳时 , 太阳对它的辐射热能达到650kW/m^2 , 它能使探测器向阳面的温度升高到大约1300°C 。 虽然比起930000°C的日冕温度不值一提 , 但1300°C高温能在几秒钟内摧毁探测器上所有的电子设备 , 所以科学家需要在探测器上安装一个热防护盾 。
帕克探测器始终将自己的防护盾朝向太阳 , 这样当它绕着太阳飞行时 , 强烈的辐射能就会被防护盾反射、阻挡 , 从而保护后面昂贵的电子器件不受到辐射热能的损害 。

帕克号将热防护盾朝向太阳
地球上许多物质都能承受1300°C的高温 。 帕克探测器的防护盾直径约2.3米 , 厚约11.4厘米 。 它的最外边是一层白色氧化铝陶瓷 , 氧化铝的熔点达2072°C , 同时白色的涂层能最大限度反射太阳光;在氧化铝背面涂覆了薄薄的一层金属钨 , 钨的后边是11厘米厚的碳泡沫板 。
碳泡沫是一种类似于海绵状的碳 , 它有97%的体积都是孔洞 , 非常轻 , 这使得整个热防护盾的总质量控制在72公斤以内 。 当帕克探测器将防盾朝向太阳时 , 它的向阳面温度是1371°C , 而阴影面的温度仅有约315°C 。

帕克号顶端的防盾由氧化铝和碳构成
帕克号探测器的热防护盾是最好的防护盾吗?并不是这样 。
当神舟飞船从太空返回地面 , 它需要在短时间里将速度从7.9公里/秒降到亚音速 , 在这个过程中 , 航天器的动能会通过挤压和摩擦空气转化为大量的热能释放出来 , 这会在航天器表面产生几千度高温 。 为了不让飞船返回舱里边的航天员受到伤害 , 科学家会在飞船底部安装一个“防热大底” , 这个防热大底不仅能承受几千度高温的烧蚀 , 还能抵抗强大的压力 。 从使用环境看 , 飞船的防热层比帕克号的热盾要强多了 。

飞船返回舱防热大底能耐几千度高温
讲到这里你应该明白了:
美国帕克号太阳探测器跟太阳最近的距离也有850万公里 , 它顶多只是“摸”到了太阳大气的边界 。 太阳大气边缘的温度可能高达93万度 , 但这里的大气极为稀薄 , 远不足以加热帕克号探测器 。 相比之下 , 阳光辐射的热能可以将探测器加热到1300°C以上 , 所以帕克号探测器加了一个防热盾来反射和阻隔阳光 。 帕克号这个防热盾就是氧化铝加石墨板 , 并不是啥不得了的高科技 。 拿93万度高温忽悠人的“美吹”们可以歇歇了 。

一张误导人的动图

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