Когда дело доходит до изучения нашей Солнечной системы, есть несколько миссий, более амбициозных, чем те, которые стремятся изучать Солнце. В то время как НАСА и другие космические агентства наблюдали Солнце в течение десятилетий, большинство этих миссий проводилось на орбите вокруг Земли. На сегодняшний день самыми близкими к Солнцу зондами были Гелиос 1 а также 2 зонды, которые изучали Солнце в течение 1970-х годов внутри орбиты Меркурия в перигелии.
НАСА намеревается изменить все это с помощью солнечного зонда Parker, космического зонда, который недавно был запущен с мыса Канаверал, который произведет революцию в нашем понимании Солнца, войдя в его атмосферу (он же корона). В течение следующих семи лет зонд будет использовать гравитацию Венеры для проведения серии рогаток, которые постепенно приблизят его к Солнцу, чем любая миссия в истории космического полета!
Космический корабль стартовал в воскресенье, 12 августа, в 3:31 по восточному поясному времени из Космического стартового комплекса-37 на станции ВВС на мысе Канаверал на вершине тяжелой ракеты United Launch Alliance Delta IV. В 5:33 утра менеджер операций миссии сообщил, что космический корабль исправен и работает нормально. В течение следующей недели он начнет развертывать свои инструменты в рамках подготовки к своей научной миссии.
Находясь внутри солнечной короны, солнечный зонд Parker будет использовать усовершенствованный набор инструментов, чтобы революционизировать наше понимание атмосферы Солнца и происхождения и эволюции солнечного ветра. Эти и другие результаты позволят исследователям и астрономам улучшить свою способность прогнозировать события космической погоды (например, солнечные вспышки), которые могут нанести ущерб космонавтам и орбитальным миссиям, нарушить радиосвязь и повредить электросети.
Как сказал в недавнем пресс-релизе НАСА Томас Зурбухен, помощник администратора Управления научных миссий НАСА:
«Эта миссия действительно знаменует собой первый визит человечества к звезде, которая будет иметь значение не только здесь, на Земле, но и в том, как мы лучше понимаем нашу вселенную. Мы сделали то, что десятилетия назад жили исключительно в сфере научной фантастики ».
Миссия Parker Probes, безусловно, сопряжена со своими проблемами. В дополнение к невероятной жаре, которую он должен будет вынести, есть еще и задача просто попасть туда. Это связано с орбитальной скоростью Земли, которая движется вокруг Солнца со скоростью 30 км / с (18,64 м / с) или около 108 000 км / ч (67 000 миль / ч). Отмена этой скорости и движение к Солнцу потребует в 55 раз больше энергии, чем для полета корабля на Марс.
Чтобы решить эту проблему, зонд Паркер был запущен очень мощной ракетой - ULA Delta IV, которая способна генерировать 9700 кН тяги. Кроме того, он будет опираться на серию гравитационных приёмов (также известных как гравитационные рогатки) с Венерой. Они будут состоять из зонда, проводящего мухи Солнца, затем кружащихся вокруг Венеры, чтобы получить ускорение от силы гравитации планеты, и затем снова пускающих рогатку вокруг Солнца.
В течение своей семилетней миссии зонд проведет семь вспомогательных гравитаций с Венерой и совершит 24 прохода Солнца, постепенно сужая его орбиту в процессе. В конце концов, он достигнет примерно 6 миллионов километров (3,8 миллиона миль) от Солнца и пролетит через его атмосферу (он же корона), фактически становясь более чем в семь раз ближе любого космического корабля в истории. Кроме того, зонд будет путешествовать со скоростью примерно 692 000 км / ч (430 000 миль в час), что станет рекордом для самого быстроходного космического корабля в истории.
В течение первой недели своего путешествия космический корабль развернет свою антенну с высоким коэффициентом усиления и магнитометр, который содержит три прибора, которые он будет использовать для исследования магнитного поля Солнца. Он также выполнит первое из двух частей развертывания своих пяти антенн с электрическим полем (он же набор инструментов FIELDS), которые будут измерять свойства солнечного ветра и помогут создать трехмерную картину электрических полей Солнца.
Другие инструменты на борту космического корабля включают в себя широкоугольный имидж-сканер для солнечного зонда Parker (WISPR), единственный космический аппарат для съемки изображений. Этот инструмент будет делать снимки крупномасштабной структуры короны и солнечного ветра до того, как космический корабль пролетит через нее, фиксируя такие явления, как выбросы корональной массы (CME), струи и другие выбросы от Солнца.
Существует также инструмент для исследования альфа и протонов солнечного ветра (SWEAP), который состоит из двух других инструментов - солнечного зонда (SPC) и солнечного зонда (SPAN). Они будут считать самые распространенные частицы в солнечном ветре - электроны, протоны и ионы гелия - и измерять их скорость, плотность, температуру и другие свойства, чтобы улучшить наше понимание солнечного ветра и корональной плазмы.
Затем есть Интегрированное научное исследование Солнца (ISOIS), которое опирается на инструменты EPI-Lo и EPI-Hi - энергетические инструменты частиц (EPI). Используя эти два инструмента, ISOIS будет измерять электроны, протоны и ионы в широком диапазоне энергий, чтобы лучше понять, откуда происходят эти частицы, как они ускоряются и как они движутся по всей Солнечной системе.
Помимо того, что это первый космический корабль, который исследовал корону Солнца, Solar Probe - это первый космический корабль, названный в честь живого ученого - Юджина Паркера, физика, который впервые теоретизировал существование солнечного ветра в 1958 году. Как Никола Фокс, исследователь Исследователь проекта в JHUAPL указал:
«Исследование солнечной короны с помощью космического корабля было одной из самых сложных задач для освоения космоса. Мы наконец-то сможем ответить на вопросы о короне и солнечном ветре, поднятые Джином Паркером в 1958 году - используя космический корабль, носящий его имя - и я не могу дождаться, чтобы узнать, какие открытия мы делаем. Наука будет замечательной ».
Доктор Паркер был под рукой, чтобы засвидетельствовать ранний утренний запуск космического корабля. В дополнение к передовому набору научных инструментов, зонд также имеет табличку, посвященную миссии Паркеру. Эта мемориальная доска, которая была прикреплена в мае, включает цитату известного физика - «Давайте посмотрим, что ждет впереди» - и карту памяти, содержащую более 1,1 миллиона имен, представленных публикой для путешествия с космическим кораблем на Солнце.
Испытания прибора начнутся в начале сентября и продлятся примерно четыре недели, после чего Solar Probe может начать научные исследования. 28 сентября он проведет свой первый облет Венеры и в начале октября выполнит свою первую гравитационную помощь с планетой. Это заставит космический корабль принять 180-дневную орбиту Солнца, что приведет к расстоянию около 24 миллионов км (15 миллионов миль).
В конце концов, Solar Probe попытается ответить на несколько давних загадок о Солнце. Например, почему солнечная корона в 300 раз горячее солнечной поверхности, что движет сверхзвуковым солнечным ветром, пронизывающим всю Солнечную систему, и тем, что ускоряет солнечные энергетические частицы - которые могут достигать скорости до половины скорости света - далеко с Солнца?
В течение шестидесяти лет ученые обдумывали эти вопросы, но не могли ответить на них, поскольку ни один космический корабль не мог проникнуть сквозь солнечную корону. Благодаря достижениям в области теплотехники, Solar Probe - первый космический аппарат, который сможет «коснуться» лица Солнца и раскрыть его секреты. К декабрю корабль передаст свои первые научные наблюдения обратно на Землю.
Энди Дрисман, менеджер проекта миссии Parker Probe в Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса (JHUAPL), сказал:
«Сегодняшний запуск стал кульминацией шести десятилетий научных исследований и миллионов часов усилий. Сейчас Parker Solar Probe работает нормально и собирается начать семилетнюю миссию экстремальных наук ».
Понимание динамики Солнца является неотъемлемой частью понимания истории Солнечной системы и возникновения самой жизни. Но до сих пор ни одна миссия не могла подобраться достаточно близко к Солнцу, чтобы раскрыть его величайшие тайны. К тому времени, когда миссия Parker Solar Probe будет завершена, ученые ожидают, что узнают много нового о явлениях, которые могут порождать жизнь, и разрушать ее!
