НАСА готується запустити історичний зонд "доторкнутися до сонця", який, як сподіваються вчені, розкриє десятиліття загадок про нашу зірку - на початку серпня.
Місія під назвою «Сонячний зонд Паркер» обертається навколо Сонця 24 рази, пролітаючи в атмосфері мільйона градусів зірки під назвою корона.
Плануючий план польоту космічного корабля - це не просто зухвала жайворонка; потрібно відповідати на питання про сонце, яке десятиліттями тупотувало вчених. У деяких випадках їх відповіді вплинуть на наше життя на Землі. Але вчені також користуються зручним доступом до сонця, щоб зрозуміти всіх зірок за допомогою проксі.
"Нам потрібно їхати до корони, тому що ми зробили так багато науки, дивлячись на зірку", - сказала вчера проекту Нікола Фокс, науковець із сонячної енергії в Університеті Джона Хопкінса, 20 липня під час прес-конференції NASA про майбутню місію. "Ми дивилися на це по-різному, як ви можете собі уявити, на кожній довжині хвилі; ми навіть подорожували за орбіту Меркурія. Але нам потрібно потрапити в цей район дії і в регіон, де справді всі ці загадки трапляються ». [Новий погляд всередині атмосфери сонячного вітру дає уроки про таємничий сонячний вітер]
Розв’язування трьох таємниць
По-перше, місія допоможе вченим зрозуміти саму корону - зокрема, як тепло рухається по сонячній атмосфері. Зараз цей тепловий потік здається протиінтуїтивним: корона може досягати температури, приблизно в 300 разів гарячішої, ніж поверхня сонця, незважаючи на те, що вона віддаляється від реакцій, що живлять зірку.
"Це дуже дивне, незнайоме для нас середовище", - сказав під час прес-конференції Алекс Янг, науковець із сонячної енергетики NASA. "Ми звикли до думки, що якщо я стою біля багаття і я відходжу від нього, стає прохолодніше - але це не те, що відбувається на сонці".
Друге завдання зонда - вивчити те, що вчені називають сонячним вітром - повінь сильно заряджених частинок, що витікає з сонця і перетинає всю Сонячну систему, утворюючи міхур, який позначає наше сусідство з космосом.
Але вчені досі працюють над тим, щоб спробувати зрозуміти, як саме це працює, і знову ж таки, відбувається щось дуже дивне - сонячний вітер якось прискорюється до надзвукового. "Сонячний вітер переходить від свого постійного вітру до фактичного надзвукового потоку з корони, що йде до мільйонів миль на годину", - сказав Янг. Вчені сподіваються, що вимірювання зонда, коли він летить як прямо у сонячний вітер, так і вздовж його струму, допоможуть їм розгадати цю таємницю.
Нарешті, зонд дослідить ще більш драматичний наслідок життя біля нашої зірки, яка періодично вириває у космос вузли плазми. "Сонце може вибухати ці величезні плями матеріалу - мільярди тонн сонячної атмосфери, нанизані сонячним магнітним полем, від'їжджаючи від сонця на мільйони миль на годину", - сказав Янг.
Ці істерики викликають сукупність явищ, які вчені називають космічною погодою, і якщо вони досить драматичні, вибухи можуть бути небезпечними для космонавтів і супутників на їх шляху - і особливо сильні можуть вибити електромережі тут на Землі. Вчені мають деякі методи прогнозування космічно-погодного еквіваленту смерчів та ураганів, але вони сподіваються, що місія зробить ці прогнози більш точними.
І якщо ви просто тут для гарних фотографій, не хвилюйтеся; NASA також організувала деякі з них. Зонд містить камеру, яка демонструватиме вченим проекту космічний апарат, який пролітає через корону. Це означатиме зображення не поверхні Сонця, а самої корони, із зображеннями, що більше нагадують знімки, створені на Землі під час повного сонячного затемнення. [Дивіться невловимі Корони, що з'являються у Сонці у відеозаписі сонячного затемнення]
Затримка на технології
Вчені стикаються з цими питаннями десятиліттями, але без ресурсів, щоб насправді досягти зірок. Для цього їм потрібно було чекати, коли технологія перетворить сонячну зонду Parker в реальність.
Найважливішою частиною цієї технології є тепловий щит, на який покладається більшість інструментів космічного корабля як захист від вражаючого тепла сонця. Це дивно сформована, непотрібна на вигляд плита з ретельно виготовлених вуглецевих матеріалів, але вона робить свою роботу: Коли температура на передній панелі щита досягає 2500 градусів за Фаренгейтом (1370 градусів Цельсія), його спина становить лише 31 градус F (315 градусів C) ) - а самі інструменти залишаються при баламутній 85 градусах F (30 C).
Прилади космічного корабля будуть живитись від сонячних батарей, але ці панелі повинні були бути адаптовані для управління надмірним входом, доступним так близько до сонця. "Сонячні клітини повинні залишатись прохолодними; вони не люблять перегріватися, і якщо це зробити, вони не працюють", - сказала Фокс. Це означало розробку панелей самоохолодження, які космічний корабель може самостійно налаштувати, притискаючи більшість панелей за тепловим екраном при необхідності.
Третім важливим прогресом було забезпечення того, щоб зонд міг подбати про себе без особливого людського вкладу. Зонд буде знаходитися на дальній стороні Сонця під час його найближчих підходів, без жодного способу зателефонувати додому, якщо щось піде не так - і навіть коли він може отримати сигнал, він зіткнеться з 16-хвилинним відставанням в обороті.
"Мені подобається вважати її [Паркером] як незалежним космічним кораблем", - сказав Фокс. "Вона високоавтономна. Вона повинна доглядати за собою, коли вона перебуває в цьому коронному регіоні; в петлі немає людини". Це означає, що космічний апарат може автоматично визначати, коли йому потрібно змінити своє місце в просторі через те, скільки сонця отримують окремі частини космічного апарату. [Торкаючись Сонця: Місія НАСА перейменована на «Сонячний зонд Паркер»]
Забігаючи наперед
Сонячний зонд Parker знаходиться в космічному центрі Кеннеді НАСА, упакований і готовий до запуску, незважаючи на невеликі проблеми, що затримують запуск на тиждень, включаючи додавання другого резервного набору датчиків температури після того, як проблеми з початковим набором не спрацюють.
Тепер космічний апарат готовий до запуску. "Ми виконали всю роботу, всі перевірки; вона нарешті виглядає точно так, як я очікувала, що вона погляне з усіх тих презентацій PowerPoint, які я бачила 10 років тому", - сказав Фокс. "Вона застебнута, виглядає красивою і повністю готова взяти свій рейс".
Зараз космічний корабель запланований на стартове вікно, яке відкриється 6 серпня о 4:08 ранку EDT (0808 GMT) і закривається 19 серпня. Він залишить Землю на борту ракети United Launch Alliance Delta IV з двома ступенями, і Третя ступінь прискорення буде спрацьовувати в просторі.
Вся ця сила необхідна для встановлення шляху космічного корабля до сонця. "Нам потрібно йти так швидко, тому що ми повинні втратити вплив Землі", - сказала Фокс. "Ми не хочемо подорожувати навколо Землі; ми хочемо мати можливість рухатися до сонця".
Як тільки космічний корабель уникне тягнення до Землі, він полетить до Венери, петлюючи планету приблизно через шість тижнів після запуску, щоб сповільнитись і ввійти до сонця. Потім, це на сонце. Зонд зробить 24 орбіти навколо Сонця, переплетені ще з шести регулювань, які використовують вплив Венери, щоб нанести зонд ближче до зірки.
Орбіти мають форму пелюсток квітки, зонд збирає більшість своїх даних у 11-денних відростках, поки він знаходиться на відстані чверті відстані від Землі, а потім надсилає цю інформацію додому в далеку частину своєї петлі. Під час свого найближчого наближення зонд пролетить лише 6,83 мільйона миль (6 мільйонів кілометрів) над поверхнею Сонця зі швидкістю 430 000 км / год (700 000 км / год), що зробить його найшвидшим об'єктом, створеним людиною.
Нарешті, приблизно через сім років після запуску у космічного корабля вичерпається пальне, яке він використовує для регулювання свого тіла та утримання чутливих інструментів від тяжкості сонячного тепла. І це буде початком кінця для сонячного зонда Паркера.
"У той момент частини тіла, які не розроблені для того, щоб бачити повне сонячне середовище, потім побачать це. Космічний апарат почне розбиватися на великі шматки, і тоді він стане поступово і поступово меншим", - сказав Фокс. "Мені романтично подобається думати, що вона назавжди стане частиною корони і орбіти Сонця".
