Sonda Parker de la NASA este pe cale să se apropie de soare

Parker Solar Probe de la NASA este pe cale să se îmbarce într-o cascadorie temerară a unei misiuni spațiale.

Programată să fie lansată pe 4 august, sonda va fi prima navă spațială care va trece prin atmosfera exterioară a Soarelui, sau corona, un infern agitat de plasmă încălzită la câteva milioane de grade Celsius.

Parker se va învârti în jurul soarelui de două duzini de ori în următorii șapte ani, ocolind la aproximativ 6 milioane de kilometri de suprafața stelei – de peste șapte ori mai aproape decât orice navă spațială anterioară. La cea mai apropiată apropiere, Parker va trece prin coroană cu aproximativ 700.000 de kilometri pe oră, făcând ambarcațiunea cel mai rapid obiect creat de om din sistemul solar. Sonda ar avea nevoie doar de aproximativ o secundă pentru a trece de la Philadelphia la Washington, DC

Observațiile de aproape ale lui Parker asupra coroanei și vântului solar, torentul de particule încărcate pe care soarele le aruncă în spațiu, ar putea ajuta la rezolvarea misterelor de lungă durată despre funcționarea interioară a atmosferei soarelui. Iar noile date pot îmbunătăți prognozele privind vremea spațială care pune în pericol navele spațiale, astronauții și tehnologia de la sol.

Teza de date noi adunate de această sondă „va răspunde la multe întrebări la care nu le-am putea răspunde în niciun alt mod”, spune Craig DeForest, heliofizician la Institutul de Cercetare Sud-Vest din Boulder, Colorado, care nu este. implicat în misiune. „A existat o cantitate enormă de anticipare.”

ÎN GROS Această vedere a soarelui, așa cum este văzută de un coronagraf de la bordul navei Observatorului Solar și Heliosferic, dezvăluie structura turbulentă a atmosferei exterioare a Soarelui, sau coroana. Parker va fi prima sondă care se va înălța prin această plasmă arzătoare.

Oamenii de știință au o sondă precum Parker pe listele lor de dorințe de misiune timp de aproape 60 de ani. În 1958, anul în care a fost creată NASA, Consiliul de Studii Spațiale al Academiilor Naționale a recomandat ca noua agenție să trimită o navă spațială în interiorul orbitei lui Mercur pentru a investiga mediul din jurul Soarelui.

De-a lungul anilor, mai multe grupuri de cercetare au prezentat idei de misiune pentru sonde solare, dar niciuna nu s-a putut apropia atât de aproape de soare pe cât și-au dorit astronomii. „Abia recent, tehnologia scuturilor termice și toate celelalte au convergit suficient de bine încât să putem face acest lucru realitate”, spune DeForest.

Aproximativ de dimensiunea unei mașini mici, Parker Solar Probe va împacheta instrumente pentru a face imagini 3-D, a măsura câmpurile electrice și magnetice și a cataloga particulele de înaltă energie. Deși corona sfârâie la milioane de grade, atmosfera este atât de difuză încât cea mai mare parte a căldurii care va pune în pericol instrumentele lui Parker provine din radiațiile emanate direct de la suprafața soarelui. Această lumină solară intensă poate încălzi faţa navei spaţiale la aproximativ 1370°.

Pentru a proteja instrumentele lui Parker împotriva acelei radiații, sonda este înarmată cu un scut termic compus dintr-un strat de spumă de carbon plasat între panouri dintr-un alt material pe bază de carbon, similar cu epoxidul de grafit folosit pentru a face crose de golf și rachete de tenis. Pe măsură ce Parker se leagănă în jurul soarelui, acest scut termic se va înfrunta în mod continuu spre stea pentru a menține instrumentele ascunse în spatele ei la siguranță de radiații de până la 475 de ori mai intense decât ceea ce suportă navele spațiale care orbitează Pământul.

Parker se va scufunda în corona solară pentru prima dată la doar trei luni de la lansare, trimițând primul său lot de date înapoi pe Pământ la începutul lunii decembrie. Pentru oamenii de știință, aceasta este o satisfacție destul de rapidă: pentru nave spațiale precum New Horizons (SN Online: 15/06/15) care s-au întâlnit cu obiecte ale sistemului solar mai îndepărtate, intervalul dintre lansare și sosire se poate întinde pe ani.

Sonda va înconjura Soarele de 24 de ori, folosind atracția gravitațională a lui Venus pentru a micșora treptat orbita navei. La prima sa rundă, Parker va zbura la aproximativ 24 de milioane de kilometri de suprafața soarelui; pe ultimele sale bucle din 2024 și 2025, sonda va ajunge la aproximativ 6 milioane de kilometri.

ROTUND ȘI ROTUND Sonda Parker va înconjura Soarele de 24 de ori în următorii șapte ani, folosind tracțiunea gravitațională a lui Venus pentru a-și micșora treptat propria orbită. La prima sa rundă, Parker se va apropia de până la 24 de milioane de kilometri de suprafața stelei. Pe ultimele sale bucle, începând cu 2024, sonda se va întinde pe aproximativ 6 milioane de kilometri de suprafața soarelui.

Sonda poate avea ceva combustibil rămas pentru a continua să navigheze în jurul Soarelui după ce și-a finalizat cele 24 de orbite mandatate de misiunea, spune Nicola Fox, om de știință al misiunii. Dar în cele din urmă, Parker nu va putea declanșa propulsoarele de care are nevoie pentru a-și menține scutul termic îndreptat spre soare. Sonda „va începe să se întoarcă, iar fragmente ale navei spațiale care nu sunt în totalitate proiectate să vadă soarele vor fi în plină iluminare”, spune Fox, heliofizician la Laboratorul de fizică aplicată Johns Hopkins din Laurel, Maryland. „Nava spațială va la început se rup în bucăți mari, apoi vor deveni din ce în ce mai mici.” În cele din urmă, Parker nu va fi altceva decât un pumn de praf împrăștiat pe coroană.

Moștenirea navei spațiale, totuși, va trăi. Se așteaptă ca observațiile lui Parker să ajute să răspundă la întrebările despre coroana și vântul solar pe care cercetătorii le-au nedumerit de zeci de ani.

De exemplu, datele Parker ar putea explica diferența ciudată de temperatură dintre suprafața soarelui, care este de 5500°, și coroana de câteva milioane de grade. Acest vârf se poate datora liniilor de câmp magnetic vibrant care încălzesc materialul din coroană sau a jeturilor de material de la suprafața soarelui care injectează energie în atmosfera sa (SN Online: 20.08.17). Parker ar putea ajuta, de asemenea, să explice unde particulele vântului solar obțin energia să accelereze în timp ce scapă de imensa atracție gravitațională a soarelui (SN Online: 18/08/17).

Căldura coronală enigmatică și accelerația vântului solar au probabil o cauză comună, spune David McComas, un fizician al plasmei spațiale la Universitatea Princeton. McComas este cercetătorul principal pentru unul dintre instrumentele sondei, Integrated Science Investigation of the Sun. Există multe teorii concurente pentru a explica aceste două probleme, dar părerile lui Parker despre soare ar trebui să ajute la închiderea listei posibilelor explicații.

Observațiile lui Parker ar trebui, de asemenea, să ofere o nouă perspectivă asupra originii acelor particule foarte energetice care scapă de soare în vântul solar, spune McComas. Vântul solar trece peste Pământ cu sute de kilometri pe secundă, iar perturbările din această briză cosmică pot afecta sateliții, navele spațiale și rețelele electrice (SN: 19.08.06, str. 120). O mai bună înțelegere a atmosferei tumultoase a soarelui și a vântului solar ar putea duce la prognoze mai bune pentru evenimentele meteorologice spațiale potențial periculoase.

Pe lângă toate acestea, vederea mărită a soarelui a lui Parker va ridica, fără îndoială, noi mistere despre steaua noastră de acasă, spune McComas. Datele provin de la „o misiune [often] doar ne trezește apetitul pentru și mai multe observații pe drum”, spune el.

Din fericire, o altă navă spațială îndreptată spre soare se lansează chiar pe călcâiele sondei Parker. Solar Orbiter al Agenției Spațiale Europene, care va lua zborul în 2020, va oferi primele imagini directe ale polilor solari. Împreună cu observațiile lui Parker mai aproape de mijlocul soarelui, datele Solar Orbiter pot dezvălui modul în care vântul solar variază la diferite latitudini.

EXPLORATOR POLAR Orbiterul solar al Agenției Spațiale Europene (văzut în această ilustrație compusă) este programat să fie lansat în 2020. Observațiile sale ale polilor soarelui ar putea fi asociate cu datele lui Parker de la latitudine inferioară pentru a dezvălui modul în care vântul solar variază pe suprafața sa. Nave spațiale: ATG medialab/ESA; Soare: P. Testa (CfA)/SDO/NASA

Aceste misiuni nu sunt doar despre a ne cunoaște propriul nostru sistem solar. „Odată ce știi cum funcționează steaua noastră, vei ști mai multe despre… alte vedete”, spune Fox.

Indiferent de descoperirile științifice care provin din misiune, este dificil să nu fii entuziasmat de factorul „wow” al expediției iminente a sondei. „Este foarte tare,” spune DeForest. „Lansăm o sondă și o zburăm [several-] plasmă de milioane de grade la periferia unei stele. Adică, cât de tare este?”