Пока Земля наслаждается затмением, зонд НАСА готов «прикоснуться к Солнцу»

Все это затмевает рискованная миссия НАСА, которая собирается отправить космический корабль практически на расстояние досягаемости Солнца.

Солнечный зонд «Паркер», запущенный в 2018 году, был разработан, чтобы «прикоснуться к Солнцу», как выразилось НАСА. 24 декабря состоялось расследование. Он совершит свой ближайший проход, приблизившись к поверхности на расстояние 3,8 миллиона миль, разгоняясь под действием силы тяжести до более чем 430 000 миль в час.

Ни один космический корабль никогда не летал так быстро и так близко к Солнцу.

«Это путешествие в неизведанное», — сказала Никола «Ники» Фокс, старший научный директор НАСА, рассказывая всем, что это «самая удивительная и самая жаркая миссия под солнцем».

Эта задача стоит недешево, поскольку ее стоимость составляет 1,4 миллиарда долларов. Тот факт, что НАСА вложило так много денег и усилий, является напоминанием о том, что Солнце, которое необходимо для нашего выживания, еще не до конца изучено.

«Мы живем в солнечной атмосфере, — сказал Фокс. — Все, что происходит на Солнце, мы ощущаем это здесь, на Земле». «Если солнце чихает, Земля становится холодной».

У этой миссии есть и более тонкая повестка дня: развитие авиационного мастерства Америки. Технологические инновации могут быть применены в будущих космических проектах, поскольку многие страны отправляют зонды на Луну, Марс и в другие места Солнечной системы.

«Вопрос в том, останемся ли мы на вершине мира, или кто-то другой вмешается», — сказал Нур Равафи, научный сотрудник миссии и астрофизик из Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса в Мэриленде.

Его глаза сверкают, когда он описывает удивительное достижение этого космического корабля: «Мы почти приземлимся на звезду».

Как пережить визит солнца

Интересный факт: вы не можете приземлиться на Солнце. На самом деле четкой поверхности нет. Когда учёные говорят о Солнце На поверхности Земли это относится к «фотосфере», самому нижнему видимому слою атмосферы.

При максимальном приближении в канун Рождества зонд Паркера окажется в семь раз ближе к Солнцу, чем любой другой космический корабль. Инженеры НАСА надеются, что общественность понимает, что находиться так близко к Солнцу – это не день на пляже.

«Это миссия высокого риска. Когда вы входите в атмосферу звезды, это действительно сложно», — сказал Аль-Равафи.

Зонд оснащен приборами, которые измеряют солнечный ветер, включая температуру, плотность и скорость. Солнечный ветер достигает внешнего края Солнечной системы. Земля полностью погружена в него, но благодаря магнитному полю нашей планеты мы обычно защищены от самой вредной солнечной радиации.

«Мы сами живем в этой среде. Но мы этого не ощущаем, потому что у нас есть геомагнитное поле, которое защищает нас от этих опасных энергетических частиц и этих взрывов Солнца, — сказал Ар-Равафи. — И именно поэтому у нас есть жизнь на Земле». Земля.»

Солнечный ветер также является защитным, поскольку ограничивает воздействие космических лучей — чрезвычайно быстро движущихся частиц, которые приближаются к нам со всех сторон нашей галактики.

Все это показывает, что в космосе есть погода. Высокотехнологичная цивилизация должна обратить внимание на космическую погоду из-за взрыва солнечного материала. Выброс корональной массы, направленный прямо на Землю, может вызвать изнурительную геомагнитную бурю.

НАСА и другие правительства Агентства особенно обеспокоены повторением того, что известно как событие Кэррингтона. В 1859 году на Землю обрушился корональный выброс массы, заставивший зазвенеть телеграфные линии. Подобный шторм сегодня может вызвать перебои в подаче электроэнергии, уничтожить спутники или даже, в худшем случае, нарушить работу электросети.

Вот почему инженеры Хопкинса и НАСА хотят приблизиться к Солнцу и по-настоящему понять его изменчивую атмосферу. Но сначала им нужно было выяснить, как предотвратить возгорание, запекание, горение или иное разрушение зонда Паркер в результате корональных выбросов массы и солнечного ветра.

Две технологии особенно важны для успеха миссии. Наиболее очевидным является тепловой экран. Вы не сможете подлететь слишком близко к солнцу без хорошего теплозащитного экрана.

Щит покрыт невероятно белым плазменным туманом, отражающим как можно больше солнечной радиации. Поверхность полностью однородна, что предотвращает появление горячих и холодных пятен. Внутри щит состоит из углеродной пены, зажатой между слоями углеродного композита, подобного тому, что можно найти в клюшке для гольфа или теннисной ракетке.

Тепловой экран толщиной 4,5 дюйма для стороны, обращенной к солнцу, позволяет это сделать. По данным НАСА, она достигает 2500 градусов, хотя корпус космического корабля имеет температуру 89 градусов.

Есть еще одна причина, по которой космический корабль не превращается в расплавленную слизь: хотя температура атмосферы Солнца может достигать миллионов градусов, ее плотность низка, поэтому объект, пролетающий через этот космический мир, не будет легко нагреваться.

Однако этот экран будет работать только в том случае, если он всегда обращен прямо к солнцу, полностью затеняя уязвимое оборудование позади него. Это требует точной навигации с использованием нескольких камер, которые используют «неподвижные» звезды в качестве ориентира.

Солнечные панели элегантны. Полет близко к солнцу, а затем снова прочь — рецепт повышения энергии. Так могут панели Сложите, как крылья птицы Укройтесь.

Ученым миссии также пришлось преодолеть серьезное препятствие: незыблемые законы гравитации.

«Хотите верьте, хотите нет, но очень сложно подобрать что-то близко к Солнцу», — сказал Ар-Равафи.

Это связано с тем, что космический корабль, запущенный с Земли, несет в себе угловой момент нашей родной планеты, вращающейся вокруг Солнца. Наведение космического корабля прямо на Солнце потребовало бы нереального количества топлива. Одно из возможных решений — отправить космический корабль к Юпитеру, который вернет его на Солнце. Но это займет много лет.

В конечном итоге НАСА выбрало стратегию, использующую несколько близких проходов. Венера каждый раз теряет часть орбитального момента космического корабля, позволяя ему приближаться к Солнцу на каждой орбите.

Самый напряженный момент миссии

Космический корабль «Паркер» совершил 18 облетов вокруг Солнца, а в конце декабря он пролетел всего в 4,51 миллиона миль от поверхности, выйдя из этого палящего путешествия в форме гребня.

Зонд уже собрал множество данных о солнечной короне, эфирном внешнем слое Солнца, который обычно невидим для человеческого глаза. Полное затмение 8 апреля предоставит людям на Земле редкую возможность мельком увидеть корону, когда Луна полностью закроет главный диск нашей светящейся звезды.

НАСА может точно составить карту пути лунной тени и времени полного затмения в каждом месте 8 апреля. Однако для гелиофизика большая звезда на небе не так предсказуема, как кажется. Одна из вещей, которую ученые не до конца понимают в Солнце, — это то, что они называют «проблемой нагрева короны».

Корона около 300 раз Горячее, чем поверхность Солнца. Это противоречит здравому смыслу. Когда вы отходите от костра холодной ночью, воздух не становится теплее, но именно так бывает возле солнца.

Ученые десятилетиями пытались решить проблему нагрева короны. Данные зонда Паркер в сочетании с наблюдениями, сделанными физиками Солнца на Земле во время затмения, могли бы разгадать эту солнечную загадку.

Самые напряженные моменты миссии — это когда космический корабль колеблется вокруг Солнца и временно не может получать команды. Это произойдет в декабре следующего года во время ближайшего столкновения: несколько дней команда не будет знать, выжил ли космический корабль.

«Этот космический корабль станет частью вашей команды», — сказал Фокс. ты должен знать; До прихода в НАСА она работала в Лаборатории прикладной физики и была ведущим научным сотрудником миссии Parker Probe.

Зонд назван в честь новатора-астрофизика Юджина Паркера. Будучи молодым ученым из Чикагского университета, Паркер предположил существование солнечного ветра в 1950-х годах. Его идея первоначально была отвергнута и высмеяна многими учеными, но она была Это подтвердили последующие космические миссии.

Сам Паркер присутствовал на запуске зонда в 2018 году. По данным НАСА, он стал первым свидетелем запуска космического корабля, носящего его имя.

Он умер в 2022 году в возрасте 94 лет.

Фокс сказал, что Паркер был поражен и взволнован, когда впервые увидел космический корабль в чистой комнате Лаборатории прикладной физики перед запуском.

Фокс вспоминает, что, когда он наблюдал, как зонд поднялся в небо, чтобы начать свое историческое путешествие, Паркеру стало грустно.

«Это очень грустно», — сказал он ей. «Он никогда не вернется».