人类历史上最快的探测器首次到达离太阳

新的人类历史诞生了。

人类历史上最快的历史探测器首次到达离太阳最近的地方——

离太阳表面只有610万公里，相当于地球与太阳平均距离的上最4%。

NASA Sun正式宣布，探测太阳帕克太阳探测器在北京时间晚上7点53分（Parker Solar Probe，器首PSP）飞越新的达离近日点。

此前，人类从来没有人造物体如此接近恒星。历史这次飞行以每秒192公里(光速0.064%)的上最速度进行，将人造物体的探测太阳最高飞行速度推向了一个新的水平。

根据NASA的器首说法，PSP将彻底改变人类对太阳的达离理解。

长期以来，人类它的历史科学目标是飞越太阳，观察太阳大气的上最最外层——日冕。

2021年，它首次飞越日冕，在那里收集粒子和磁场数据，成为人类历史上第一个接触太阳的航天器。

PSP将收集测量数据和图像，以便人类能够更深入地了解太阳风的起源和演变。

PSP在跳跃过程中会与地面失去联系，整个过程需要自主控制。

如果成功，PSP发出的第一个返回信号将是12月27日当地时间到NASA。

人类历史上第一次接触太阳

PSP是人类历史上飞行速度最快的宇宙飞船，也是第一个接触太阳的宇宙飞船。

协调世界时（UTC）2018年8月12日07时31分(北京时间下午15时31分)，佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地发射了重685公斤的PSP。

PSP发射两个多月后就成了有史以来，最接近太阳的人造物体，打破了Helios 1976年4月，2号航天器创下并保持了40多年的纪录。

此后，这一纪录不断被PSP本身打破，2021年首次飞越日冕，成为人类历史上第一个接触太阳的航天器。

PSP离太阳的距离创下新纪录，速度达到每秒192公里(光速0.064%)，相当于不到10秒就能从北京飞到广州。

帕克太阳探测器的名字是为了纪念天体物理学家尤金·纽曼·帕克（Eugene Newman Parker）。

他是现代太阳风和磁重联理论的创始人，提出了纳米耀斑的存在。1956年，他根据数学理论发现并命名了太阳风，后来被航天器测量证实。

PSP是NASA第一艘以(当时)在世人物命名的航天器，94岁的帕克于2022年3月在芝加哥去世。

回到探测器本身，其设计目的是在距太阳表面约650万公里的范围内俯冲，跟踪能量流，研究日冕加热，探索加速太阳风的因素。

这项任务将为困扰科学家60多年的长期问题提供答案——

为什么日冕比光球层热得多？如何加速太阳风？高能太阳粒子的来源是什么？

注:太阳由内而外由核心、辐射区、对流层、光球层、色球层、日冕层组成。光球层下称为太阳内部，光球层上称为太阳大气。

PSP主要携带这些问题来收集数据四种仪器——FIELDS电磁场探测器、太阳综合科学调查工具ISS☉IS、宽视场成像仪WISPR和太阳风粒子(质子、电子、阿尔法粒子)计数器SWEAP。

为了研究磁场、等离子体和高能粒子，并对太阳风进行成像，配备了这些探测器。

同时，PSP及其仪器采用11.43cm厚的碳复合材料防护罩，可承受近1377摄氏度的高温，以避免被太阳辐射损坏。

有趣的是，在PSP高增益天线下的铭牌上安装了一块包含超过的铭牌以110万人的名义存储卡，它还存储了帕克的照片和他1958年发表的论文副本。

△来源：帕克探测器3D模型：NASA

PSP依靠金星重力辅助为了达到8.5个太阳半径(约600万公里)的最终高度，对太阳的接近度逐渐降低。

PSP在七年内完成了对金星的七次飞越，目的是逐渐缩小其在太阳周围的椭圆轨道，并在任务结束时围绕太阳飞行24圈。

△来源:维基百科，作者:Phoenix777

PSP于2018年10月3日首次飞越金星，一个多月后的11月6日以每秒95公里的速度首次到达近日点。

从那以后，PSP又飞了六次金星，最后一次是在今年11月4日；21次到达近日点，今年9月最后一次，速度为每秒176公里。

在这个过程中，PSP于2021年首次飞越日冕，收集数据，成为人类历史上第一个接触太阳的航天器。此后，PSP多次飞越日冕。

飞行时间超过7年，PSP取得了很多发现：

2018年11月6日，PSP观察到其首次太阳风磁场逆转(仅指PSP首次，而不是人类首次)；

PSP发现了宇宙无尘区距太阳半径560万公里的证据；

PSP于2021年4月28日在18.8个太阳半径处遇到特定的磁场和粒子条件，表明它已穿透阿尔文表面；

2022年9月25日，彗星在PSP图像中首次被发现，被命名为PSP-001；

此后，帕克太阳探测器拍摄的图像中发现了19颗掠日彗星，其中包括两颗非群彗星；

今年，开尔文-亥姆霍兹的不稳定性在PSP观测到的日冕物质抛射过程中被检测到（KHI），这是第一个探测到这一长期理论事件的航天器。

注：KHI是指两个不同流体界面之间的不稳定现象，如风吹过水面时水面波的不稳定现象。

如果飞行成功，美国宇航局将于27日收到PSP的返回信号，获得的数据和图像将于明年1月返回地球。

明年3、6、9、12月，PSP将飞过近日点四次。

最早追溯到1958年，由于成本原因一再推迟

事实上，帕克太阳探测器概念第一份报告可以追溯到1958年。

报告中提出了几项太空任务，包括“太阳探测器通过水星轨道研究太阳附近的粒子和场”。

直到20世纪70年代和80年代，尽管这项研究的重要性再次得到肯定，但由于成本原因，它一直被搁置。

后来进入90年代，探索了降低成本的太阳轨道飞机任务，追求太阳探测器任务能力更强成为NASA 外行星/太阳探测器是在20世纪90年代末制造的 (OPSP) 计划的核心内容之一。

在确定了这个想法后，最初的探测器计划被使用重力辅助木星进入极地轨道，几乎直接落在阳光下。

然而，由于太阳辐射强度的极端变化，任务成本变高，甚至需要放射性同位素热发电机供电。

更麻烦的是，去木星本身需要时间。

2010年初，太阳探测器任务被新纳入低成本。Solar Probe Plus计划中。

同时这次使用金星重力辅助太阳能电池板可以为实现更直接的飞行路径供电。

近期点轨道较高，降低了对热保护系统的要求。

后来，2017年5月，为了纪念天体物理学家Eugenene Newman Parker，该航天器正式更名为帕克太阳探测器。(以前是Solar Probe, Solar Probe Plus或Solarrar Probe )

顺便说一句，当年10月，Parker教授还参观了探测器。

△来源：NASA

此时此刻，帕克太阳探测器再次创造了历史。

至于后续的进展，量子位也会在第一时间持续关注。

参考链接：
[1]https://x.com/NASA/status/1871312602883621217
[2]https://en.wikipedia.org/wiki/Parker_Solar_Probe
[3]https://science.nasa.gov/mission/parker-solar-probe/
[4]https://eyes.nasa.gov/apps/solar-system/#/story/psp_perihelion