Co więcej, niebezpieczna misja NASA ma wkrótce wysłać statek kosmiczny na odległość praktycznie od Słońca.
Wystrzelona w 2018 roku sonda Parker Solar Probe ma „dotknąć Słońca”, jak to ujęła NASA. Rozprawa 24 grudnia Przyspieszony grawitacyjnie do ponad 700 000 km/h, zbliży się do powierzchni na odległość 5,8 mln km, co będzie stanowić największe zbliżenie.
Żaden statek kosmiczny nigdy nie przeleciał tak szybko i tak blisko Słońca.
Główny administrator nauki NASA, Nicola „Nicky” Fox, powiedziała: „To podróż w nieznane”, powtarzając wszystkim: „To najfajniejsza i najgorętsza misja pod słońcem”.
Kosztująca 1,4 miliarda dolarów misja nie jest tania. To, że NASA zainwestowała tak dużo pieniędzy i wysiłku, przypomina, że nie do końca rozumiemy Słońce, podstawę naszego przetrwania.
„Żyjemy w atmosferze Słońca. „Cokolwiek dzieje się na Słońcu, odczuwamy skutki na Ziemi” – powiedział Fox. „Kiedy słońce kicha, ziemia się przeziębia”.
Misja ma również bardziej subtelny program: zwiększanie potencjału amerykańskiej przestrzeni kosmicznej. W czasie, gdy wiele krajów wysyła sondy na Księżyc, Marsa i inne miejsca Układu Słonecznego, innowacje technologiczne można wykorzystać w przyszłych przedsięwzięciach kosmicznych.
„Zależy od tego, czy będziemy na szczycie świata, czy ktoś inny wkroczy do akcji” – powiedziała Noor Rouwafi, astrofizyk z Laboratorium Fizyki Stosowanej Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa w Maryland i naukowiec pracujący nad misją.
Jego oczy błyszczą, gdy opisuje niesamowity wyczyn statku kosmicznego: „Prawie wylądujemy na gwieździe”.
Jak zobaczyć słońce
Ciekawostka: nie można wylądować na słońcu. Tak naprawdę nie ma oddzielnej powierzchni. Kiedy naukowcy mówią o słońcu Na powierzchni odnoszą się do „fotosfery”, najniższej widocznej warstwy atmosfery.
Podczas największego podejścia w Wigilię Bożego Narodzenia sonda Parkera znajdzie się siedem razy bliżej Słońca niż jakikolwiek inny statek kosmiczny. Inżynierowie NASA mają nadzieję, że społeczeństwo zrozumie, że zbliżanie się do Słońca to nie dzień na plaży.
„To misja wysokiego ryzyka. „Kiedy wchodzisz w atmosferę gwiazdy, jest ona bardzo surowa” – powiedział Raoubi.
Sonda wyposażona jest w instrumenty dokonujące pomiarów wiatru słonecznego, w tym temperatury, gęstości i prędkości. Wiatr słoneczny dociera do zewnętrznej krawędzi Układu Słonecznego. Ziemia jest w niej całkowicie zanurzona, ale dzięki polu magnetycznemu naszej planety jesteśmy na ogół chronieni przed najbardziej szkodliwym promieniowaniem słonecznym.
„My, my żyjemy w takim środowisku. Ale nie zdajemy sobie z tego sprawy, ponieważ mamy pole geomagnetyczne, które chroni nas przed niebezpiecznymi cząsteczkami energetycznymi i podmuchami słońca” – powiedziała Rauvabi. „Dlatego mamy życie na Ziemi. „
Wiatr słoneczny jest również bezpieczny, ponieważ ogranicza wpływ promieni kosmicznych — cząstek, które poruszają się z ogromnymi prędkościami i nadlatują na nas ze wszystkich kierunków naszej galaktyki.
Wszystko to pokazuje, że w kosmosie istnieje pogoda. Cywilizacja high-tech powinna skupić się na pogodzie kosmicznej, ponieważ materia słoneczna to eksplozja Koronalny wyrzut masy skierowany bezpośrednio na Ziemię może wywołać wyniszczającą burzę geomagnetyczną.
NASA i inny rząd Agencje są szczególnie zaniepokojone powtórzeniem się tzw. zjawiska Carringtona. W 1859 roku koronalny wyrzut masy uderzył w Ziemię i spowodował zaśpiewanie linii telegraficznych. Podobna burza, która miała miejsce dzisiaj, może spowodować przerwy w dostawie prądu radiowego, uszkodzenie satelitów lub, w najgorszym przypadku, wyłączenie sieci energetycznej.
Dlatego inżynierowie z Hopkins i NASA chcą wygodnie patrzeć na Słońce i rozumieć jego burzliwe środowisko. Najpierw jednak musieli wymyślić, jak uchronić sondę Parkera przed wystrzeleniem, usmażeniem, spaleniem lub zniszczeniem w inny sposób przez koronalne wyrzuty masy i wiatr słoneczny.
Dwa elementy technologii miały kluczowe znaczenie dla powodzenia misji. Najbardziej oczywista jest osłona termiczna. Nie można latać blisko słońca bez dobrej osłony termicznej.
Tarcza jest pokryta ultrabiałą powłoką plazmową, która odbija jak najwięcej promieniowania słonecznego. Powierzchnia jest idealnie gładka, aby zapobiec gorącym i zimnym punktom. Tarcza ma wnętrze z pianki węglowej, umieszczonej pomiędzy warstwami kompozytu węglowego, podobnie jak w kiju golfowym lub rakiecie tenisowej.
Ta osłona termiczna o grubości 4,5 cala umożliwia ustawienie strony skierowanej w stronę słońca Według NASA korpus statku kosmicznego ma 89 stopni, ale osiągnie 2500 stopni.
Jest jeszcze jeden powód, dla którego statki kosmiczne nie zamieniają się w stopioną maź: chociaż temperatura atmosfery słonecznej może sięgać milionów stopni, gęstość jest niska, więc obiekt przelatujący przez ten obszar przestrzeni nie nagrzewa się łatwo.
Ta tarcza działa tylko wtedy, gdy jest zawsze skierowana bezpośrednio w stronę słońca, a wrażliwy sprzęt znajdujący się za nią jest całkowicie zacieniony. Wymaga precyzyjnej nawigacji za pomocą wielu kamer wykorzystujących „stałe” gwiazdy jako wskazówki.
Panele słoneczne są fajne. Latanie bliżej słońca, a potem dalej, to przepis na zwiększoną moc. Podobnie panele Złożone jak skrzydła ptaka i Odepchnijcie się.
Naukowcy biorący udział w misji musieli także pokonać poważną przeszkodę: nieugięcie praw grawitacji.
„Wierzcie lub nie, ale bardzo trudno jest zbliżyć się do Słońca” – powiedział Raoufy.
Dzieje się tak, ponieważ statek kosmiczny wystrzelony z Ziemi niesie ze sobą moment pędu naszej rodzimej planety, gdy okrąża Słońce. Wystrzelenie statku kosmicznego bezpośrednio w stronę Słońca wymagałoby niesamowitej ilości paliwa. Jednym z możliwych rozwiązań byłoby wysłanie statku kosmicznego na Jowisza, a następnie wystrzelenie go z powrotem w stronę Słońca. Ale to zajmie lata.
NASA ostatecznie wybrała strategię wykorzystującą wiele bliskich przelotów Wenus za każdym razem traci część pędu orbitalnego statku kosmicznego, pozwalając mu na każdym orbicie zbliżyć się do Słońca.
Napięty moment w pracy
Sonda Parker odbyła 18 podróży wokół Słońca, a pod koniec grudnia przeleciała zaledwie 7,5 miliona kilometrów od powierzchni, wychodząc z tej palącej podróży w doskonałej formie.
W badaniu zebrano już wiele informacji na temat korony słonecznej, zewnętrznej warstwy Słońca, która jest zwykle niewidoczna dla ludzkiego oka. Całkowite zaćmienie, które nastąpi 8 kwietnia, da ludziom na Ziemi rzadką szansę zobaczenia korony, gdy Księżyc całkowicie zasłoni główny dysk naszej płonącej gwiazdy.
NASA może dokładnie odwzorować ścieżkę cienia Księżyca i czas pełni w każdym miejscu 8 kwietnia. Dla heliofizyka duża gwiazda na niebie nie jest tak przewidywalna, jak się wydaje. Jedną z rzeczy, których naukowcy nie do końca rozumieją na temat Słońca, jest to, co nazywają „problemem nagrzewania koronalnego”.
Korona około 300 razy Gorętszy niż powierzchnia Słońca. Jest to sprzeczne ze zdrowym rozsądkiem. W zimną noc powietrze nie nagrzewa się w miarę oddalania się od ognia, ale w pobliżu słońca tak się dzieje.
Naukowcy od dziesięcioleci próbują rozwiązać problem nagrzewania korony. Dane z badań Parkera, w połączeniu z obserwacjami podczas zaćmień prowadzonymi przez fizyków zajmujących się Słońcem na Ziemi, mogą uchylić tę jedną tajemnicę światła słonecznego.
Najbardziej napięte momenty misji miały miejsce, gdy statek kosmiczny krążył wokół Słońca i chwilowo nie mógł otrzymywać poleceń. Stało się to w grudniu następnego roku podczas bliskiego spotkania: przez kilka dni załoga nie będzie wiedziała, czy statek kosmiczny przeżył.
„Ten statek kosmiczny staje się częścią twojej załogi” – powiedział Fox. Powinna wiedzieć; Przed przybyciem do NASA pracował w Laboratorium Fizyki Stosowanej i był głównym naukowcem podczas misji Parker.
Badanie nosi imię pioniera astrofizyka Eugene’a Parkera. Jako młody naukowiec z Uniwersytetu w Chicago Parker w latach pięćdziesiątych XX wieku zaproponował istnienie wiatru słonecznego. Jego pomysł został początkowo odrzucony i wyśmiany przez wielu naukowców, ale rzeczywiście istniał Potwierdzone przez kolejne misje kosmiczne.
Sam Parker brał udział w publikacji tego badania w 2018 roku. Według NASA był on pierwszym świadkiem wystrzelenia statku kosmicznego noszącego jego imię.
Zmarł w 2022 roku w wieku 94 lat.
Parker był zdumiony i podekscytowany, kiedy po raz pierwszy zobaczył statek kosmiczny w czystym pomieszczeniu w Laboratorium Fizyki Stosowanej przed startem, powiedział Fox.
Później, gdy patrzył, jak sonda wystrzeliwuje w przestrzeń kosmiczną, aby rozpocząć swoją historyczną podróż, Parker popadł w nostalgię, wspomina Fox.
„To bardzo smutne” – powiedział jej. „To nigdy nie wróci”.
„Profesjonalny webaholik. Pisarz. Telewizyjny geek. Nieuleczalny podróżnik. Znawca mediów społecznościowych. Ekspert od bekonu.”