太空探测:宇宙考古急先锋
作者 刘进军
发表于 2024年7月

自古以来,人类就对天空充满了敬畏和向往,想要了解宇宙的奥秘和自身的起源。太空探索是人类文明进步的重要驱动力,也是人类智慧和勇气的体现。

太空探测器是探测宇宙奥秘的利器,根据执行任务的不同,可分为月球探测器、行星探测器、小行星探测器、彗星探测器、太阳探测器、行星际探测器和星系际探测器,以及各种天文探测器(如宇宙射线、暗物质、暗能量、黑洞、引力波等探测器)等。

太空探测器的科学任务是了解宇宙、银河系、太阳系的起源、演变和现状,研究比较太阳系内各行星的形成和变化,以及探索生命的起源和演化。

“帕克号”太阳探测器飞越太阳进行探测(艺术构思图)

从1958年开始,人类发射的太空探测器先后探测了太空环境、地球磁层、地球辐射带、地球极光、太阳辐射、宇宙射线、地球大气层、地球电离层等,测量了太阳光辐射谱、空间粒子成分、高能电子、高能质子和太阳磁场等参量及其变化,以及太阳系各大行星和它们之间的相互关系等。

1959年1月2日,苏联成功发射了“月球1号”探测器,从距月球6000千米处飞过,首次探访了月球,拉开了月球探索的序幕。迄今,人类利用太空探测器已经实现了火星等八大行星,以及月球、小行星、彗星等天体的近距离观测、着陆探测和采样探测。

小心求证——太空探测方式

20世纪50年代中期,美国天体物理学家尤金·帕克提出了太阳风理论和太阳磁场理论。帕克认为:“太阳是地球的母亲。我们必须破解太阳的‘基因’‘遗传密码’‘身体’和‘力量’,以及太阳与地球的‘亲戚’关系。”为了预测太阳熄灭的时间,也为了人类的未来,帕克提出了一系列太阳探测的计划。

2018年8月12日,“帕克号”太阳探测器发射升空,执行飞越探测任务。它运行在近日点600万千米、远日点1.93亿千米、轨道倾角3.4°、轨道周期88天的轨道上。“帕克号”是世界上第一个进入太阳日冕并“亲吻”太阳的太空探测器。

“帕克号”太阳探测器依靠测量和成像,彻底改变了人类对日冕和日地关系的理解,改变了人类对太阳风起源和演变的认识。它还对人类预测太阳影响地球环境、地球生命、地球空间环境变化作出了重要贡献。它描绘了太阳日冕、太阳磁场的结构和动力学,展示了日冕和太阳风是如何加热和加速的,并解答了究竟是什么决定了太阳能量粒子加速。

执行太空探测任务的探测器除了飞越探测以外,主要采取的方式还有远距离探测、近距离探测、环绕探测、撞击探测、着陆探测、巡视探测、登陆探测和采样探测等。

生死同盟——着陆探测

着陆探测方式,又可分为着陆器探测、太空车探测、飞行器探测和潜艇探测。

本文刊登于《科学24小时》2024年7期
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