从来建造的最快航天器打破它自己的速度记录

帕克太阳探测器在它的朝向太阳的旅程中就要经历它的与金星第七次遭遇。这里是它将走多快。

STARTS WITH A BANG — SEPTEMBER 30, 2024

Ethan Siegel

这个描画显示帕克太阳探测器接近近日点：它的最接近走到太阳。它将在2024年12月24日取得它的从来最接近来到刚好太阳的光球层的4.43个太阳直径内。Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center/Scientific Visualization Studio

关键要点

•在六年多太空旅程后，帕克太阳探测器被设定经历它的与金星最后的引力遭遇：它的总共第七次。

•这个最后引力辅助将改变它的轨道把它比从来以往更带近太阳：到太阳的肢体的8.86个太阳半径内或刚好620万公里/380万英里外。

•2023年中和2024年已经设下一个航天器在近日点176公里/秒的速度记录，这项最新的辅助将在2024年12月24日颠簸那个高达192公里/秒（119英里/秒）。这里是怎样的。

2024年9月30日，帕克太阳探测器到达了它的第21个近日点：它的最接近太阳。

正在被帕克太阳探测器回答的科学问题对理解太阳、它的日冕和空间天气现象是基本的。到它的使命结束时，帕克太阳探测器将已经设下许多记录和科学第一，包括变成从来相对太阳最近、速度最快的航天器。Credit: NASA’s Scientific Visualization Studio

就在现在，近日点是仅距离太阳的表面787万公里（489万英里）。

这张图像和图表显示帕克太阳探测器的从它的2018年8月12日发射直到它的在2024年9月30日到达的第21个近日点相对于太阳的路径和距离。Credit: NASA/JHU/APL

它的新颖的隔热罩使在这些极端条件下科学操作成为可能。

帕克太阳探测器的隔热罩在这里为最顶部结构是可见的，在外表面有一层白色氧化铝涂层，对保护内部的重要仪器免受来自太阳否则的灾难性热是绝对必要的。一旦隔热罩失效，整个探测器注定要在几秒钟内失效。Credit: NASA/Johns Hopkins APL/Ed Whitman

从最接近，太阳出现比地球上观望的更大28倍。

从地球，太阳在天空上对向一个大约为半度的角。从帕克太阳探测器近日点的有利位置，太阳将出现直径更大28倍和比按角面积更大750倍。Credit: Maringaense/Wikimedia Commons

肉眼的行星已经在完美的对齐中被瞥见。

在它的2020年6月7日的第五次近日点期间，帕克太阳探测器回头看向地球并能够发现太阳系的最里面的六颗行星都在离开太阳的肢体的同一侧的框架内：火星、土星、木星、金星、地球和水星，如从左到右所示。Credit: NASA/Johns Hopkins APL/Naval Research Laboratory/Guillermo Stenborg and Brendan Gallagher

帕克目前取得最大为176公里/秒（109英里/秒）的速度，所有时间最快的航天器。

它还观察到之前从未见过的新现象。

由帕克太阳探测器首次发现，太阳风展示磁回转，在那里随粒子从太阳流开磁场靠它自己弯曲回来。这一发现还没有被充分解释。Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center/Conceptual Image Lab/Adriana Manrique Gutierrez

在太阳风中磁回转已经被发现。

随帕克太阳探测器穿过日冕遭遇九次，航天器飞越叫日冕流的结构。这些结构能被视为在上部图像中向上移动并在下部行中角度向下的明亮特征。这样一种观望仅可能的是因为航天器飞行在日冕内的流的上方和下方。直到目前为止，流已经只被从远处看到例如在日全食期间。Credit: NASA/Johns Hopkins APL/Naval Research Laboratory

它已经流过日冕流，以前只从远处目睹过。

金星的云已经被目睹分开的，解释金星的表面。

随帕克太阳探测器在它的第四次飞越飞过金星，它的WISPR仪器捕捉到这些图像，串成一个动画，这显示金星的夜侧表面。戳透暂时的薄薄云层的黑暗特征确实真的对应到金星表面。Credit: NASA/APL/NRL

帕克的太空生的观望与麦哲伦的红外映射壮观的匹配。

来自帕克太阳探测器的WISPR单色数据清楚的匹配比被麦哲伦号轨道器光学波长重大更长见到的表面特征，以指定的颜色显示的。来自帕克太阳探测器的金星观望代表金星的云层已经从来首次被看到分离的，揭示下面的表面。Credit: NASA/APL/NRL (monochrome); Magellan Team/JPL/USGS (color)

但帕克的下一个技巧将是它的最伟大的：从来最接近的引力辅助

通过在金星轨道外经过同时朝向太阳坠落，或经过对金星轨道是内部同时向外从太阳离开，帕克太阳探测器能接收一个负的引力辅助，造成它丧失能量并随后取得一个比它的之前轨道更接近的近日点。一个第七次与金星的最后一次引力辅助将发生在2024年11月6日。Credit: Y. Guo et al., Acta Astronautica, 2021

11月6日，它来到距离金星317公里（197英里）内，金星偷走它的动能。

通过要么在金星轨道内通过同时朝向太阳坠落（如图所示）要么在金星轨道外同时从太阳离开，航天器能经由引力辅助/引力弹弓机制被去推进。另外两个允许的机动将增加航天器的速度，造成一个速度提升，而不是一个去提升。Credit: Y. Guo et al., Acta Astronautica, 2021

因此，随后它将比之前从来坠的更靠近太阳。

这部动画显示帕克太阳探测器从它的2018年发射到2025年中它的被预计的失效的轨迹。一个总的来自金星七次引力辅助被计划，所有的都是去提升种类的，第七次和最后一次遭遇定于2024年11月6日。Credit: Tony Dunn/Twitter

2024年12月24日，它将设下新的速度（192公里/秒）和太阳距离（690万公里）记录。

这张图显示帕克太阳探测器的速度和它的相对于太阳的距离。它的各种近日点和金星飞越分别以红色和绿色数字点显示。是否帕克太阳探测器能超越它的第24次近日点通过后幸存是不知道的。Credit: Phoenix7777/Wikimedia Commons; NASA/JPL/HORIZONS System

明年，太阳的热应该最终使这艘创纪录的航天器失能。

太阳日冕环如2014年被美国宇航局太阳动力学天文台（SDO）卫星在这里观测到的那些日冕环遵循太阳上磁场的路径。当这些环路刚好以正确的方式“断裂”时，它们能发射日冕物质抛射，这有来影响地球的潜力。刚好光球层上方的日冕与渗透太阳系的其他部分的外部现象之间的联系依赖像帕克太阳探测器一样的现场使命来填充太阳本身和基于地球观测之间的空白。在24-25次轨道后，帕克太阳探测器被预计将屈服于太阳的热。Credit: NASA/SDO

大多数寂静的星期一用图像、视觉和不超过200字告诉一个天文故事。

https://bigthink.com/starts-with-a-bang/fastest-spacecraft-break-speed-record/