После десятилетий научного мозгового штурма и многолетнего конструирования, NASA Parker Solar Probe безопасно летит в семь раз ближе к солнцу, чем любая миссия ранее.
Теперь, когда космический корабль окончательно оторвался от земли, ученые скоро начнут копаться в его данных - и эти данные будут поступать в течение семи лет.
«Это определенно чувство витой пружины», - заявил ранее на этой неделе Space.com ученый-проектировщик Никола Фокс, специалист по солнечной энергии из Университета Джона Хопкинса, перед запуском. «Мы просто готовы к тому, чтобы она покинула эту планету». [Величайшие миссии на Солнце]
И вот, космический корабль наконец покинул Землю. Вот где путешествие пройдет.
А вот и Солнце
Солнечному зонду Parker стоимостью 1,5 миллиарда долларов потребовалась тонна скорости, чтобы вырваться с орбиты Земли, следовательно, всего три ступени ракеты, которые были запущены во время запуска. Это перенесет его в окрестности Венеры всего за шесть недель, прибыв к концу сентября.
28 сентября космическому кораблю потребуется осуществить осторожный маневр, призванный мягко замедлить его и начать рассчитанный танец с солнцем. Этот маневр, называемый гравитационным помощником, передаст часть ускорения космического корабля на планету и немного приблизит зонд к Солнцу.
Солнечный зонд Parker начнет свою первую из 24 орбит вокруг Солнца, а первый близкий заход, или перигелий, наступит 1 ноября.
Каждая орбита будет иметь форму лепестка, скользя по солнцу вплотную, а затем вылетая дальше в космос, чтобы закрыть орбиту. Основная часть научной работы зонда придет, когда он находится в пределах четверти расстояния между Землей и Солнцем - хотя команда надеется, что инструменты могут быть включены для максимально возможной миссии.
Ранние орбиты, оставаясь еще дальше от Солнца, будут особенными, потому что космический аппарат будет проводить свое время рядом с Солнцем, по существу, эквивалентно геосинхронной орбите, парящей над той же областью. «Не многие люди понимают, насколько интересными будут эти периоды», - сказал Space.com Джастин Каспер, физик из Мичиганского университета и главный исследователь одного из инструментов зонда, об этих ранних орбитах.
В течение этих периодов, которые ученые называют быстрым радиальным сканированием, космический корабль совершит набег на скорости, которая близко соответствует скорости вращения Солнца, и затем вылетит снова. Пока космический корабль идет в ногу с вращением Солнца, он сможет наблюдать за тем, как ведет себя та же самая область Солнца в течение примерно 10 дней.
«Мы действительно можем зависать и смотреть на это», - сказал Фокс, предоставляя команде «возможность проводить дни, наблюдая за динамикой изменения одной области солнца - или, возможно, она не меняется».
Это означает, что есть много научных данных, на которые можно рассчитывать на годы, прежде чем космический корабль завершит свой самый близкий подход к солнцу в конце миссии. «Нам может потребоваться пять лет, чтобы добраться до нашей ближайшей орбиты, но у нас должно получиться удивительное понимание нашего солнца только этой зимой», - сказал Каспер. «Мы собираемся провести несколько удивительных наблюдений в ноябре этого первого перигелия». [Что внутри нашего солнца? Звездный тур изнутри]
Семь лет осталось
По мере продолжения миссии космический корабль будет приближаться к Солнцу и приближаться к нему, в конечном итоге достигнув менее 4 миллионов миль (6 миллионов километров) над видимым слоем солнца, который мы считаем поверхностью.
На каждой орбите космический корабль будет проводить одни и те же измерения на разных глубинах в солнечной атмосфере, которая называется короной. Этот слой, который невидим с Земли, за исключением полного солнечного затмения, достигает температуры в миллионы градусов (по Фаренгейту или Цельсию).
«Это все те же наблюдения; красота миссии Parker Solar Probe в том, что мы получаем [одинаковые данные] из этих разных мест», - сказал Фокс. «У нас действительно есть возможность взглянуть на динамику во всех разных местах короны».
Ученые надеются, что это поможет им понять, как корона становится такой горячей и как Солнце производит такие явления, как солнечный ветер и солнечные вспышки, которые оказывают серьезное влияние на космические путешествия, спутники и даже жизнь здесь, на Земле.
В дополнение к отбору проб различных слоев солнца зонд поймает нашу звезду, проявляющую полный спектр активности, поскольку он проходит 11-летний цикл от относительно спокойных до особенно бурных условий и обратно.
«Солнце сильно отличается во время этих разных фаз», - сказал Фокс. «Мы хотим видеть хороший широкий спектр солнечной активности.
Втискивая столько науки, сколько возможно
Но пока солнечные зонды Parker собирают все эти данные, космический корабль не сможет связываться с Землей. Вместо этого он сосредоточится на том, чтобы сделать как можно больше наблюдений. Затем он будет отправлять огромные порции информации партиями.
Некоторые из этих дампов данных появятся, когда космический корабль выполнит еще одну важную работу: танцует вокруг Венеры на дюйм ближе к солнцу. Зонд будет повторять гравитационный маневр, запланированный на конец сентября, в общей сложности семь раз на протяжении всей миссии, пока космический корабль не соскользнет слишком близко к солнцу, чтобы иметь возможность облететь Венеру.
И если все пойдет хорошо, ученые могут получить бонус в дополнение к богатству солнечных данных: наблюдения за Венерой. Во время шестой гравитационной помощи космический корабль не будет хорошо выровнен для отправки данных домой, поэтому, если у него достаточно энергии, он может оставить свои инструменты включенными и превратить их в своего партнера по танцу.
«Полное отсутствие миссий на Венере», - сказал Space Byr Пол Бирн, планетарный геолог из Университета штата Северная Каролина, изучающий планету. «Один пролёт сам по себе не изменил бы наше понимание Венеры, но это было бы чрезвычайно полезно».
Венера будет нуждаться в своей собственной революции - но наше понимание звезды, которая формирует каждый день нашей жизни, никогда не будет прежним, после того, как ученые начнут анализировать данные, которые Солнечный зонд Паркер отправляет домой.
Конец дороги
Конечно, все хорошее должно закончиться, и миссия Parker Solar Probe продлится до середины 2025 года. Если у космического корабля все еще есть топливо, которое он использует, чтобы закрутить себя, чтобы скрыть тонкие инструменты, спрятанные за защитным теплозащитным экраном, ученые надеются, что миссия теоретически может быть продлена.
Но рано или поздно это топливо закончится, и космический корабль окажется беспомощным, а его высокотехнологичный тепловой экран станет бесполезным. Инструменты и скелет зонда будут медленно разрушаться, пока не останется ничего, кроме самого теплозащитного экрана, заявил 9 августа на пресс-конференции НАСА руководитель проекта Parker Solar Probe Эндрю Драйсман из Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса.
«Надеемся, что в течение долгого, длительного периода времени - 10, 20 лет [всякий раз, когда у космического корабля кончается топливо и он распадается] - на его орбите вокруг Солнца будет плыть углеродный диск», - сказал Дрисман. Затем, добавил он, никто не может догадаться, как долго оно может кружить на нашем солнце, как одинокое напоминание о том, что звезда однажды воспитала людей, которые разработали технологию, чтобы протянуть руку и прикоснуться к ней. «Этот углеродный диск будет существовать до конца Солнечной системы», - сказал Дрисман.
