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无惧太阳炙烤:耐1400℃的碳碳复材助力NASA探测器创造历史

作者: 碳纤维研习社

2024-12-26

美国国家航空航天局(NASA)24日宣布,其发射的绕太阳轨道飞行的探测器已经无限接近太阳,并正在进行旨在揭开太阳之谜的观测活动。

1、远征太阳的先锋

NASA的太阳探测器“帕克太阳探测器”(Parker Solar Probe)于2018年从美国南部佛罗里达州发射升空,执行为期七年的任务,旨在加深对我们恒星的科学了解,并帮助预测可能影响地球生命的太空天气事件。

目前正围绕太阳运行。

NASA在24日宣布,该探测器已经飞到了距离太阳表面约610万公里的位置,这是迄今为止发射的探测器中离太阳最近的一次,其隔热罩暴露在超过 1,700 华氏度(930 摄氏度)的灼热温度下。

探测器上搭载了各种观测仪器,旨在解开太阳的大气层“日冕”为何能达到超过100万度的高温,以及从太阳释放的带电粒子流“太阳风”是如何加速的等谜题。
2、保护它的盾牌
即使接近太阳,探测器也能进行观测,因为它配备了能够承受高达1400度高温的碳纤维制成的耐热板。

为了抵御高达1400℃的高温,帕克太阳探测器使用了一种称为热保护系统(TPS)的隔热罩,其直径为 2.4 米,厚度约为 115 毫米。这几英寸的保护意味着,就在隔热罩的另一边,航天器机身将处于舒适的30 摄氏度的温度。

TPS 由约翰霍普金斯应用物理实验室设计,由 Carbon-Carbon Advanced Technologies 公司制造,采用夹在两块碳板之间的碳复合泡沫。这种轻质隔热材料将在阳光板上涂上白色陶瓷漆,以反射尽可能多的热量。经测试,TPS 可承受高达 3,000 华氏度(1650 摄氏度)的高温,可承受太阳发出的任何热量,确保几乎所有仪器的安全。

帕克太阳探测器的隔热罩由两块超热碳碳复合材料板和一块 4.5 英寸厚的轻质碳泡沫芯组成。为了尽可能多地将太阳能量反射出航天器,隔热罩面向太阳的一侧还喷涂了一层特制的白色涂层。
图片来源:NASA/约翰霍普金斯大学应用物理实验室/Ed Whitman
下一步,NASA计划对观测数据进行确认,以了解更多太阳的奥秘。

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