11月16日音讯，现在世界上的

1995年12月7日，美国国家航空航天局（NASA）一艘勘探器进入木星

这艘名为“木星大气勘探器”(Jupiter Atmospheric Probe)的

可是，当勘探器以每小时近20万公里的速度穿过木星大气层时，冲突将其周围的空气加热到1.5万摄氏度。在这种高温下，原子分裂成带电粒子，并产生一种所谓等离子体的炙热电浆。地球上的闪电或极光等自然现象都源自等离子体，太阳自身也是一个巨大的等离子体。其常常被称为物质的第四种状况，但实践上是第一种状况。在世界大爆炸后的瞬间，等离子体是仅有存在的物质。

等离子体吞噬木星勘探器隔热罩的速度比NASA所意料的要快得多。NASA工程师剖析了嵌在隔热罩上的传感器数据后，他们意识到自己精心规划的模型偏离了方针。某些区域隔热罩的分化速度要快得多，而某些部分要慢。勘探器能幸免于难的仅有原因是，工程师们在规划中加厚了隔热罩，为差错留出必定地步。“这个问题仍悬而未决，”奥本大学等离子体专家伊娃·科斯塔迪诺娃（Eva Kostadinova）说。“但假如你想规划新的使命，你有必要能够正确模仿正在产生的东西。”

伽利略号木星勘探使命完毕后，科学家们运用勘探器数据对融化模型进行了调整，但仍然面对一个大问题：要精确再现高速进入木星稠密大气的条件十分困难，因而很难对这些模型进行精确测验。这也为制作比现在所用碳基资料更轻更好的新隔热资料带来妨碍。假如不能对新资料进行测验，就很难确认它们会在价值几十亿美元的世界飞船上起效。

平常的测验运用激光、等离子射流和高速射弹来模仿勘探器进入大气层时的热量，但没有一个是完全正确的。科斯塔迪诺娃说：“地球上没有哪个航天设备能到达进入像木星大气层时所阅历的那种高温条件。”

现在，科斯塔迪诺娃和来自加州大学圣地亚哥分校的迪米特bob体官网手机版里·奥尔洛夫（Dimitri Orlov）进行了一项新研讨，展现用试验性核聚变反响堆内部的炙热高温测验航天器的隔热资料。

在世界各地赞助的研讨设备中，有几百个名为

但科斯塔迪诺娃和奥尔洛夫对这些反响堆内的等离子体更感兴趣，他们意识到这或许是模仿世界飞船进入木星大气层的完美环境。奥尔洛夫学的是航空航天工程，现在在美国能源部坐落圣地亚哥的DIII-D聚变反响堆作业。

两人协作运用DIII-D设备进行了一系列融化试验。他们运用托卡马克设备底部的一个端口，将一系列碳棒刺进等离子体流中，并运用高速红外摄像机以及光谱仪来盯梢它们是怎么分化的。奥尔洛夫和科斯塔迪诺娃还向反响堆高速发射微型碳质球，模仿伽利略号勘探器在木星大气层中或许遇到的小范围热屏蔽。

托卡马克内部条件在等离子体温度、等离子体在物质外表流过的速度，乃至等离子体的详细组成方面都十分类似：木星大气的主要成分是氢和氦，DIII-D聚变反响堆所运用的是氢的一种同位素氘。奥尔洛夫说：“咱们不需求高速度发射物体，而是将一个停止物体放入速度十分快的流体中。”

这些试验在本月举办的美国物理学会(American Physical Society）会议上发布，有助于验证NASA科学家运用伽利略号木星勘探器数据开发的融化模型，也能够作为新型资料测验的概念验证。“咱们正在开辟新的研讨范畴，”奥尔洛夫说。“曾经没有人这样做过。”

“这是这个职业十分需求的东西。新资料测验程序往往滞后，”为世界飞船制作辐射屏蔽罩的草创公司Cosmic Shielding创始人雅尼·巴格蒂（Yanni Barghouty）说。“它能够让你更快、更廉价第开发原型，这是一个反响系统。”

核聚变反响堆是否能成为实践使用的试验场还有待调查。究竟这些核聚变设备完全是为另一个意图而规划的极端灵敏设备。奥尔洛夫和科斯塔迪诺娃的研讨运用托卡马克内置的端口来安全测验新资料，是许多运用bob体官网手机版反响堆扩展科学常识的一部分，但本钱昂扬。他们在机器上的一天试验就花费了50万美元。因而，这类试验仅仅为调整和改善计算机模型，未来也不会频频进行。

经过进一步的试验，奥尔洛夫和科斯塔迪诺娃期望能够改善融化模型，并用于改善未来航天使命中的隔热罩规划。NASA方案于本世纪末升空的金星勘探使命DAVINCI+或许是第一个能用上改善规划的深空勘探使命。DAVINCI+由一个轨迹器和一个下降勘探器组成，当勘探器穿过金星酷热厚重的大气层时，需求强壮的屏蔽设备。伽利略号勘探器带给科学家许多关于太阳系怎么构成的常识，但假如有更好的隔热罩，还能够勘探到更多信息。科斯塔迪诺娃说：“一半的有用载荷烧掉了。”“约束了真实能装进去的科学仪器数量。”

这项新研讨不只能够用于测验碳化硅等新隔热资料，也有助于优化聚变反响堆自身的规划。到现在为止，大多数研讨都会集在托卡马克内部的中心等离子体反响上。可是，跟着核聚变逐步走向商业化，人们需求更多重视反响堆的建造和资料规划，有用操控核聚变反响并保证出现问题时安全耗散能量。

科斯塔迪诺娃和奥尔洛夫呼吁核聚变和太空研讨机构之间进行更bob体官网手机版多的协作，这两个集体都对了解等离子体反响和开发能抵挡等离子体腐蚀的物质有浓厚兴趣。科斯塔迪诺娃说：“未来方向是制作更好的资料和开发新资料。”（辰辰）