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人类并不满足于只是远远的对太阳进行观测。还有很多谜题等着人类去探索,比如说为什么日冕的温度居然高到了几百万℃?那太阳表面才6000度嘛,怎么可能越外层大气越热呢?大家一直对这个现象百思不得其解。还有呢,太阳风的加速机制到底是什么?太阳磁场的源头又藏在哪?这些问题都是有关太阳的千古之谜。你要想了解这一切,仅靠远远的搂两眼是不够的,你还得以身犯险去太阳里边摸两把。这个任务就是帕克探测器要完成的工作。 2018年的8月12号,帕克太阳探测器发射升空,这是人类历史上第1个真正飞进太阳日冕的探测器。这个名字呢是为了纪念著名的太阳物理学家尤金·帕克,他最早预言了太阳风的存在。但是呢他一辈子也没搞清楚太阳风到底是咋回事。没关系,他没搞定的事,由帕克探测器去替他完成这个夙愿。 所以啊,帕克探测器的难度是非常大的。这个家伙的轨道就不寻常,它是一个长椭圆,远日点在金星轨道附近,近日点大概是9.5倍的太阳半径。它已经非常贴近太阳。它距离太阳最近的时候,接收到的太阳光照强度是地球附近的500倍。所以帕克探测器实际上是要接受非常严苛的考验。它可不仅仅是被阳光照了一下,又让太阳风给吹了一下,让日冕抛射物质给砸了一下,耀斑给照了一下,被高能电子给轰击了一下,又让冷暗的宇宙给冻了一下……反正是先来三灾,就差八难了。
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现在回到最根本的问题:火星本身已经够有意思了,为什么还要费劲去探测它身边的小卫星?主要是因为从火星上直接采样返回,难度实在太大了。像咱们天问3号那样,从火星表面打个洞,然后把样品带回来,日本人实在是做不到,他们没有长征5号这样的大火箭。他们只能退而求其次,从火星的卫星上取样返回,难度要小太多太多。 另外呢,这两颗卫星太奇怪了,奇怪到科学家为它们的来历吵了几十年。我们想要搞清楚火星的历史,那就先从卫星开刀。这也是一个相对低成本的选择。 火卫一和火卫二都很小,形状极不规则,像两颗被啃过的土豆。火卫一大约是27公里长、22公里宽、18公里高,火卫二更小,大约15公里长、12公里宽、11公里高。它们表面很暗,反照率只有7%左右,比煤炭还黑。更让人疑惑的是密度:火卫一密度约1.9克每立方厘米,火卫二更低,只有1.5克每立方厘米。普通岩石的密度一般在3左右,说明它们要么内部非常疏松,像一堆碎石被引力勉强聚在一起;要么含有大量水冰或碳质物质。
嫦娥7号这台探测器不仅仅是一个探测器,而是一个标准的4件套。首先是轨道器,这个东西就是在月球轨道上转悠。它的主要活儿是两件事:第一,对月球南极地区做高精度遥感探测,拍地形、拍光照分布,给下面的着陆器"画地图",告诉它"你往那个方向飞,落地坐标是这儿";第二,它是通信中继。你想啊,月球南极那个位置,从地球直接看,视线条件极差——每个月能直接通信的时间很有限,俯仰角低,还老被地形挡住。所以月面上的着陆器、巡视器、飞跃器,跟地球说话,都得通过轨道器转发。相当于你在月球南极架了个"基站"。当然,鹊桥2号中继通信卫星也可以提供通信支持。 所以啊,轨道器上装的是最基本的仪器仪表,说白了就是画地图用的立体相机和雷达,以及探测物质分布的一大堆谱仪,比如看红外线的,看中子谱的。还有一些探测空间环境的仪器。 接下来就是着陆器了,这个着陆器也是一大包的东西,它要实现在月球的南极高精度定点软着陆,注意是"定点",不是"落地就算",是精确落到预定的那个点上。着陆之后它本身也是一个固定观测平台,在原地做长期的原位勘查,相当于一个"不动的观察哨"。 所以,着陆器上的仪器主要是立体相机、月震仪、环境探测器系统、月球望远镜和尘埃电场探测器。月震仪是咱们中国第一次研制,尘埃电场探测器是俄罗斯制造的,算是国际合作。当然,还少不了意大利人做的角反器。意大利人特别擅长研发角反器,很多角反器都是他们做的……