半径达一光年的太阳系,对于人类而言是一片难以逾越的区域,可以预见,在未来很长一段时间里,人类的足迹都会止步于太阳系之内,那么在太阳系之内,人类最希望到那颗星球上去看一看呢?当然是太阳。

太阳是太阳系中唯一的恒星,它占据了太阳系物质总量的99.86%,在太阳内部,每时每刻都在进行着核聚变反应,所以太阳每时每刻都在向外辐射巨大的能量,如果能够进入到这样一颗恒星的内部,景象必然是极其壮观的。人类探测太阳的梦想早已有之,只不过因为太阳太热了,有些不那么容易接近,所以在人类的航天史上并没有近距离探测太阳的先例,直到帕克太阳探测器的发射。帕克太阳探测器是以天体物理学家尤金·帕克命名的,而帕克与太阳结缘是很早的。在帕克31岁的时候,他就发表论文预测了太阳风的存在,事实最终也证明了帕克是正确的。

帕克始终认为,要了解太阳就必须进行近距离的探测,可是如何才能接近太阳呢?

太阳的结构大体可以分为两个部分,即大气和内部,平日里我们所说的光球层、色球层、日冕层等等都属于太阳大气,它们的温度从200万摄氏度到700万摄氏度不等。而在太阳的内部,温度更是高达2000摄氏度。如此高温,如何才能接近呢?

这数百万摄氏度并非辐射温度,而是指粒子的热运动速度,温度的本质就是粒子的运动速度,温度越高,则运动速度越快。而太阳外围的粒子运动速度虽快,但密度低,这就好比把100摄氏度的开水放在喷雾瓶里,喷在身上并没有感觉很烫是一个道理。根据计算,在距太阳610万公里的地方,由于粒子的密度很低,所以实际温度大概在1300摄氏度之内,所以只要能够抵御得了1300摄氏度的高温就可以到那里去转一转。

于是,采用碳复合材料隔热技术制造的帕克太阳探测器诞生了,它表面厚达12厘米的碳护板可以抵御1400摄氏度的高温,在2018年8月11日的时候,帕克太阳探测器正式发射升空朝着太阳而去。

帕克太阳探测器是人类航天史上与太阳距离最近的一次接触,不过它只能算是从太阳表面掠过,并不是进入太阳的内部,那么未来人类是否有希望进入到太阳内部一探究竟呢?那首先必须要找到可以抵御太阳热量或者隔绝太阳热量的材料。目前已知的熔点最高的物质是金属钨,它的熔点为3380摄氏度,而熔点最高的人造物质是五碳化四钽铪化合物,这是一种铪合金,它的熔点可以达到4215摄氏度。

4215摄氏度已经很了不起了,但是太阳表面的实际温度就达到了5500摄氏度,也就是说即便是用这种铪合金来制造一艘宇宙飞船,也无法接近太阳的表面,一旦接近就会被高温所融化并很快汽化掉。

我们何时才能造出能够抵御太阳热量的材料呢?可能永远也不行,其实不要说地球上的物质了,就算是地球本身都无法与太阳的热量相抗衡,在50亿年后,随着太阳主序星阶段的结束,太阳会膨胀为一颗红巨星,体积会大幅增加并吞没地球轨道,届时整个地球都会被太阳汽化掉,以离子态的形式成为太阳的一部分。所以寄希望在地球上找到一种可以抵御太阳热量的物质是痴人说梦。如此说来,我们是没有办法进入到太阳内部了?也不尽然。

虽然没有材料可以抵御太阳的热量,但也并不是没有办法隔绝太阳的热量。

太阳的热量来自于其内部的核聚变,这与目前人类所研究的可控核聚变是一回事。而且在地球上由于不具备太阳的高压条件,所以要点燃核聚变就需要更高的温度,如何应对如此高温呢?目前所采用的方法就是利用磁场将核聚变约束在一定范围之内,让其不与任何物质相接触。既然人类可以利用磁场在地球上约束聚变反应,自然也可以利用磁场来隔绝太阳的热量。

当然了,要制造一个足以包裹太阳的巨型磁场是无法办到的,但利用磁场包裹宇宙飞船,如此飞船就可以在隔绝太阳热量的情况下进入到太阳内部去一探究竟了。不过这些只是天马行空般的理论构想,人类目前的科学技术水平还远不能达到。

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太阳很热,所以靠近很难,什么物质能够靠近太阳不融化?

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半径达一光年的太阳系,对于人类而言是一片难以逾越的区域,可以预见,在未来很长一段时间里,人类的足迹都会止步于太阳系之内,那么在太阳系之内,人类最希望到那颗星球上去看一看呢?当然是太阳。