НАСА готовится к запуску исторического зонда для «прикосновения к солнцу», которое, как надеются ученые, раскроет загадочные тайны о нашей звезде на протяжении десятилетий, в начале августа.
Миссия, которая называется «Солнечный зонд Паркер», будет совершать круговое вращение вокруг Солнца 24 раза, пролетая в атмосфере миллионного градуса звезды, называемой короной.
План полета космического корабля не просто дерзкая жаворонок; необходимо ответить на вопросы о солнце, которые ставили ученых в тупик на протяжении десятилетий. В некоторых случаях их ответы будут влиять на нашу жизнь на Земле. Но ученые также используют удобный доступ к солнцу, чтобы понимать все звезды по доверенности.
«Нам нужно отправиться в корону, потому что мы сделали так много науки, глядя на звезду», - сказал 20 июля на пресс-конференции НАСА о предстоящей миссии ученый проекта Никола Фокс, специалист по солнечной энергии из Университета Джона Хопкинса. «Мы смотрели на это по-разному, как вы можете себе представить, на каждую длину волны; мы даже вышли за пределы орбиты Меркурия. Но нам нужно попасть в эту область действия и в область, где все эти тайны действительно происходит «. [Новый взгляд на атмосферу Солнца дает подсказки о таинственном солнечном ветре]
Разгадка трех загадок
Во-первых, миссия поможет ученым понять саму корону - в частности, как тепло движется в солнечной атмосфере. Прямо сейчас этот тепловой поток кажется нелогичным: корона может достигать температуры примерно в 300 раз более горячей, чем поверхность Солнца, несмотря на то, что она находится дальше от реакций, питающих звезду.
«Это очень странная, незнакомая среда для нас», - сказал во время пресс-конференции Алекс Янг, ученый из НАСА. «Мы привыкли к мысли, что если я стою рядом с костром и ухожу от него, становится прохладнее - но это не то, что происходит на солнце».
Вторая задача зонда - изучить то, что ученые называют солнечным ветром - поток высоко заряженных частиц, который вытекает из Солнца и пересекает всю солнечную систему, образуя пузырь, который отмечает нашу окрестность пространства.
Но ученые все еще пытаются понять, как именно это работает, и опять происходит нечто очень странное - солнечный ветер как-то разгоняется до сверхзвукового. «Солнечный ветер превращается из неуклонного ветра в настоящий сверхзвуковой поток от короны, который достигает миллионов миль в час», - сказал Янг. Ученые надеются, что измерения зонда, когда он летит как прямо на солнечный ветер, так и вдоль его течения, помогут им разгадать эту загадку.
Наконец, зонд будет расследовать еще более драматические последствия жизни вблизи нашей звезды, которая иногда выбрасывает в космос узлы плазмы. «Солнце может взорвать эти огромные сгустки материала - миллиарды тонн солнечной атмосферы, пронизанные солнечным магнитным полем, распространяющимся от солнца со скоростью миллионы миль в час», - сказал Янг.
Эти истерики вызывают множество явлений, которые ученые называют космической погодой, и, если они достаточно драматичны, вспышки могут быть опасны для космонавтов и спутников на их пути - и особенно сильные могут выбить электрические сети здесь, на Земле. У ученых есть некоторые методы для предсказания космического климата, эквивалентного торнадо и ураганам, но они надеются, что миссия сделает эти прогнозы более точными.
И если вы просто здесь для красивых фотографий, не волнуйтесь; НАСА также организовало некоторые из них. Зонд содержит камеру, которая покажет ученым проекта вид космического корабля, летящего через корону. Это будет означать изображения не поверхности Солнца, а самой короны, с изображениями, более похожими на изображения, полученные на Земле во время полного солнечного затмения. [Смотрите неуловимую корону Солнца в замедленном солнечном затмении видео]
Задержка для технологии
Ученые боролись с этими вопросами в течение десятилетий, но без ресурсов, чтобы действительно достичь звезд. Для этого им нужно было подождать, пока технология превратит Solar Probe в реальность.
Самая важная часть этой технологии - это теплозащитный экран, на который большинство приборов космического корабля опирается как на защиту от ошеломляющего солнечного тепла. Это плита странной формы, скромно выглядящая из тщательно спроектированных углеродных материалов, но она делает свое дело: когда температура на передней части экрана достигает 2500 градусов по Фаренгейту (1370 градусов по Цельсию), его спина составляет всего 600 градусов по Фаренгейту (315 градусов по Цельсию). ) - и сами инструменты остаются на мягком 85 градусов F (30 C).
Приборы космического корабля будут приводиться в действие солнечными батареями, но эти панели должны были быть адаптированы для управления подавляющим воздействием, доступным так близко к солнцу. «Солнечные батареи должны оставаться холодными; они не любят перегреваться, а если они делают, они не работают», - сказал Фокс. Это означало проектирование самоохлаждающихся панелей, которые космический корабль мог самостоятельно отрегулировать, при необходимости заправляя большинство панелей за теплозащитный экран.
Третьим важным достижением было обеспечение того, чтобы зонд мог позаботиться о себе без особого участия человека. Зонд будет находиться на противоположной стороне Солнца во время его ближайших заходов на посадку, и при этом не будет никакой возможности позвонить домой, если что-то пойдет не так, - и даже когда он может получить сигнал, он столкнется с 16-минутной задержкой в обоих направлениях.
«Мне нравится думать о ней [Паркер] как о независимом космическом корабле», - сказал Фокс. «Она очень, очень автономна. Она должна заботиться о себе, когда она находится в этом корональном регионе; в петле нет человека». Это означает, что космический корабль может автоматически определять, когда ему нужно сместить свое положение в пространстве из-за того, сколько солнечной энергии получает отдельные части космического корабля. [Касаясь Солнца: Миссия НАСА переименована в «Солнечный зонд Паркер»]
Смотреть вперед
Солнечный зонд Parker находится в Космическом центре им. Кеннеди НАСА, упакован и готов к запуску, несмотря на небольшие проблемы, задерживающие запуск на неделю, включая добавление второго резервного комплекта датчиков температуры после опасений, что первоначальный комплект будет работать неправильно.
Теперь космический корабль готов к запуску. «Мы выполнили всю работу, все проверки; наконец-то она выглядит так, как я ожидал, что она будет выглядеть из всех тех презентаций PowerPoint, которые я видел 10 лет назад», - сказал Фокс. «Она застегнута, выглядит красивой и полностью готовой к полету».
Космический корабль теперь запланирован для окна запуска, которое открывается 6 августа в 4:08 по восточному поясному времени (0808 по Гринвичу) и закрывается 19 августа. Оно покинет Землю на борту ракеты United Launch Alliance Delta IV с двумя ступенями и Третий этап ускорения будет запущен в космосе.
Вся эта сила необходима, чтобы установить путь космического корабля к Солнцу. «Нам нужно идти так быстро, потому что мы должны потерять влияние Земли», - сказал Фокс. «Мы не хотим путешествовать с Землей; мы хотим быть в состоянии идти к Солнцу».
Как только космический корабль покинет Землю, он полетит к Венере, замкнув планету примерно через шесть недель после запуска, чтобы замедлиться и вернуться на Солнце. Тогда это на солнце. Зонд совершит 24 витка вокруг Солнца, перемежая еще шесть настроек, которые используют влияние Венеры, чтобы приблизить зонд ближе к звезде.
Орбиты имеют форму цветочных лепестков, при этом зонд собирает большую часть своих данных в течение 11-дневных всплесков, пока он находится в пределах четверти расстояния от Земли, а затем отправляет эту информацию домой во время отдаленной части своей петли. При ближайшем подходе зонд пролетит всего 3,83 миллиона миль (6 миллионов километров) над поверхностью Солнца со скоростью 430 000 миль в час (700 000 км / ч), что сделает его самым быстрым искусственным объектом.
Наконец, приблизительно через семь лет после запуска космический корабль исчерпает топливо, которое он использует, чтобы приспособить свое тело и не допускать чувствительных инструментов от удара солнечного тепла. И это будет началом конца для Parker Solar Probe.
«В этот момент части тела, которые не предназначены для того, чтобы видеть всю солнечную среду, увидят его, космический корабль начнет распадаться на большие куски, а затем он будет постепенно и постепенно уменьшаться», - сказал Фокс. «Мне романтично нравится думать, что она станет частью короны и навсегда останется на орбите Солнца».
