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NASA的2018:首次接觸太陽,搜尋土衛二生命

作者:宋元明清    欄目:新聞    來源:西部熱線    發布時間:2018-01-31 12:05

NASA的2018:首次接觸太陽,搜尋土衛二生命

本報記者 張夢然

2018年,美國國家航空航天局(NASA)的科學家和工程師們雄心勃勃。他們已擬定一系列項目,包括派遣生命基礎儀考察土衛二或外太陽系的其他冰冷世界是否有外星生物存在,并首次啟動接觸太陽計劃——要對我們的恒星進行前所未有的近距離探測。

無論是追尋海洋世界的微生物,還是觸碰熾熱環境下的高能粒子,NASA都堅持著它的信條:只有發射探測器到這些活動實際發生的地點,才能了解最真實的情況。

以最先進技術揭秘土衛二

“卡西尼”號探測器于2015年發現,土星第六大衛星“恩克拉多斯”(土衛二)上有呈羽狀噴發的冰噴射到了太空,其中含有大量氫氣分子和二氧化碳——這二者存在的最佳解釋是,它們由冰下溫暖海洋的水熱反應產生,這恰恰能為深海微生物提供能量。

到了2017年4月,NASA一場世所矚目的發布會之后,人們都知道原來太陽系真正的“大招”就在土衛二——它幾乎具備生命所需的所有條件——水、有機物以及能量來源。

現在,據NASA官網消息稱,戈達德太空飛行中心科學家已經構想并計劃建造一架亞毫米波或無線電儀器,搭載在土衛二上,用以研究其噴射出的間歇泉中水汽和冰粒的成份。這臺儀器名為“亞毫米土衛二生命基礎儀”(SELFI),這是人類在這一波段進行的較新實踐。它最終要解答的問題是:在土衛二及其他外太陽系的世界中,是否存在繁榮的生命。

目前在土衛二上,大約有100個地點在不斷射出羽狀噴發物,SELFI的高頻無線電波可以非常敏感地找到其中的化學物質痕跡。在改進后,該儀器可同時檢測分析13種分子,包括各種同位素形式,讓科學家能毫不費力地推斷出衛星冰殼下的海洋組成。

以最近的距離探索太陽

NASA設立之初,科學家們曾描繪了一份任務清單,包括:發射繞地球軌道運行的望遠鏡、發射探測器對太陽系的恒星及行星進行探測、將人類送上月球等。

現在,所謂“幻想”正一步步變為現實——哈勃望遠鏡的升空改寫了天文學教材,讓地基和軌道望遠鏡有了真正區分;除了“旅行者”號外層星系空間探測器外,還有“卡西尼”號、“朱諾”號等行星探測器;上個世紀,“阿波羅計劃”實施,人類也成功登上了月球。迄今為止,這份早年的清單中只有一個尚未實現:對太陽進行近距離觀測,因為,人類的技術一直難以保護科學設備免受太陽輻射的傷害。

今年夏天,NASA的“帕克”號探測器即將開啟一段里程碑式的探索——接觸式探測太陽。研究人員表示,人們在享受太陽的光與熱的同時,往往容易忘記這是一顆任性、多變的恒星。科學家尤金·帕克在上世紀50年代就意識到,日冕放射出的帶電粒子太陽風,傳播速度比音速還快。現在,人們已經確切知道太陽風暴會干擾運行中的人造衛星,甚至嚴重影響范艾倫輻射帶。NASA將這個太陽探測器以帕克的姓氏命名。他已90歲高齡,而在此之前,還從未有任何一個航天器是以一位仍然在世之人姓氏為名的。

這架探測器將通過引力加速環繞太陽飛行24次,每一次抵近太陽,都將穿越被稱為日冕的太陽大氣層。據《華盛頓郵報》在線版消息,“帕克”號抵近太陽表面的最近距離大約為643.74萬千米,比歷史上航天器曾抵近太陽的最小距離要近7倍。它將以72.4萬千米/小時的速度從太陽大氣層掠過——按照這個速度,從華盛頓到紐約僅需要1秒鐘。

該探測器的隔熱板將直接暴露在太陽光的嚴酷直射之下,其自身也需經受住1427攝氏度的高溫“考驗”,以確保未被陽光直射一側的設備能在大約室溫的溫度范圍內穩定工作。“帕克”號的隔熱板由碳復合材料制作,雖只有一本百科全書厚,卻能在日冕穿越中確保探測器經受住極端高溫。而30年前,這還是人們想都未敢想的技術。

從實驗室測試開始,這架探測器就要接受高溫烘烤、激光轟擊、熱真空試驗的“錘煉”,包括在為期7周的測試里,先被放置于零下180攝氏度的黑暗實驗室,以模擬太空的寒冷,然后再加熱到探測器在抵近太陽時將會經受的高溫,從而確保它在未來高危的“職業生涯”中安然無恙。

研究團隊表示,這架探測器是60多年科技進步的結晶,它將幫助人類探索太陽的秘密,并監測太陽的活動。而這些結果,對地球上的每一個人都有著重要影響。目前,太陽風加速過程仍是一個懸而未決的科學問題,幸而,答案可能很快便會揭曉了。

(科技日報北京1月29日電)

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