神奇材料助力NASA太阳探测器首次进入太阳大气层

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12月14日历史上第一次有航天器接触太阳。NASA的帕克太阳探测器现在已经穿过太阳的高层大气——日冕——并对那里的粒子和磁场进行了采样。

 

这一新的里程碑标志着帕克太阳探测器迈出了重要的一步,也是太阳科学的一个巨大飞跃。正如登上月球使科学家能够了解它是如何形成的一样,接触太阳构成的物质将有助于科学家发现有关我们最近的恒星及其对太阳系的影响的关键信息。

 

帕克号触摸到了太阳

 

Parker 将会成为距离太阳最近的人造天体,设定的最近距离约为 610 万公里,首次进入太阳的日冕层。这么近的距离,又在日冕层运行工作,所以Parker将会承受很高的温度,探测器面向太阳一面温度高达1233℃,但内部仪器正常运转需要30度左右的外部环境。必须找到能抵抗前所未有超高温度的材料,科学家经过一系列的研究制造出一种碳碳结构的隔热层。

 

 

探测器的隔热罩也被称为热保护系统(TPS),由两个碳材料的复合层和中间碳泡沫构成。隔热罩朝向太阳的一面还涂了一层特殊的白色涂层,以尽量反射来自太阳的能量。和普通碳纤维不同在于碳-碳结构不是通过硬化树脂聚合在一起的,太阳附件的高温会使得硬化树脂蒸发,为此NASA用“切碎的碳纤维”作为填充材料,通过3000℃的烘烤使得结构成形,最终得到碳-碳结构的纯碳物质,除了隔热,这种轻质材料还具有超强的机械强度。这种结构的碳材料还能用于医疗行业代替骨骼。

 

 

碳泡沫也是热保护罩隔热功能最重要的结构。碳泡沫中97%是空气,泡沫结构减少了热传导,使得内部空间保持一个良好的环境。

2021年12月24日 09:47
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