På bakgrunn av daglige nyheter om hvordan et annet privat romfartselskap lanserte sin første (andre, tredje og så videre) rakett, fraktet gods til ISS, forbereder åpningen av romturismesesongen, og planlegger også å kolonisere de nærmeste naboplaneter, nyheter fra de store statlige romfartsorganene begynner på en eller annen måte å gå seg vill. I mellomtiden husker vi at flyorganisasjonen NASA har lansert et veldig ambisiøst oppdrag for å utforske Solen.
12. august 2018 ble en Delta IV Heavy-rakett skutt ut fra den amerikanske flyvåpenbasen ved Cape Canaveral i Florida. Lasten er en sonde "Parker", hvis oppgave er å overvinne nesten 150 millioner kilometer ytre rom og møte med solen. Parker vil måtte komme så nær stjernen som ingen romfartøyer har kommet til. På vei mot sola vil sonden utføre flere gravitasjonsmanøvrer rundt Venus og bli, ifølge NASA-prognosene, den raskeste menneskeskapte gjenstanden i verdensrommet. I dag skal vi snakke om de 10 mest interessante fakta knyttet til dette oppdraget.
Berør solen
Parker Solar Probe har til oppgave et oppdrag som ingen menneskeskapt romfartøy kunne ha utført før. Han vil studere den ytre atmosfæren til Sola. Den såkalte kronen. For å gjøre dette vil han komme nær stjernen i en avstand på 6,2 millioner kilometer, og faktisk "berøre" det ytre laget av atmosfæren. Enheten vil ikke bare håndtere å løse stjernens mysterier, men vil også øke kunnskapen om hvordan solen påvirker planetens magnetosfære. Betydningen av dette oppdraget er vanskelig å overvurdere, siden teknologier blir mer og mer utbredte, noe som på en eller annen måte er påvirket av aktiviteten til vårt luminary. Det er mulig at dette oppdraget vil øke vår evne til å studere solsystemet som helhet.
50 års forberedelse
Salgsfremmende video:
Lanseringen av sonden i august 2018 var kulminasjonen på mer enn 50 års utvikling og planlegging for dette romoppdraget. Det vitenskapelige samfunnet fant ut at temperaturen på solcorona kan nå en million grader tilbake på 40-tallet av forrige århundre. Bekreftelse av eksistensen av den såkalte solvinden (sterkt ladede ioniserte plasmapartikler som ble kastet ut av koronaen) fant sted på 60-tallet. Imidlertid kan forskere fortsatt ikke forstå hvorfor temperaturen på solens korona er mye høyere enn temperaturen på stjernens overflate. I tillegg er det ikke klart hva som nøyaktig akselererer partiklene i solvinden. Svarene på disse spørsmålene kan bare fås ved direkte kontakt med solcorona, sier forskerne.
Ideen om å gjennomføre en slik studie ble først foreslått tilbake i 1958. Siden den gang har flere romskip nærmet seg Solen, men ingen av dem har nærmet seg stjernen så nært som spådd for å gjøre Parker-solsonden.
NASAs første romfartøy oppkalt etter en levende person
NASAs flyfartsbyrå har gitt romskipet sine forskjellige navn, men ingen av dem ble oppkalt etter en fremdeles levende person. Parker Solar Probe er oppkalt etter astrofysiker Eugene Parker, som spådde eksistensen av solvinden i 1958.
På 1950-tallet utviklet Parker en kompleks teori om hvordan stjerner gir opp energien sin. Han introduserte konseptet "solvind" for å beskrive de sammenfallende utslippene av energi fra sola og foreslo til og med en teori som forklarte årsaken til den høyere temperaturen på solcorona sammenlignet med overflaten til stjernen. I tillegg vurderte astrofysikeren en modell av solens ytre atmosfære med en konstant strømning av materie fra koronaen og viste at solens vindhastighet øker med avstand fra solen, og nådde supersoniske verdier. Forskeren analyserte også effekten av den ekspanderende koronaen på magnetfeltet i nærheten av solen og fant at feltet må være spiral på grunn av solens rotasjon. Konklusjonene hans om hastigheten på solvinden og spiralstrukturen i det solmagnetiske feltet ble senere bekreftet ved bruk av romfartøy. Parker er nå 91 år gammel. Til tross for sin alder, den 12. august, dagen for sonen ble lansert, var astrofysikeren til stede på lanseringsanlegget.
solrik vind
Misjonens viktigste vitenskapelige mål vil generelt sentrere seg rundt hemmelighetene knyttet til solvinden. Vindkast generert inne i kronen kan nå hastigheter på 1,6 millioner kilometer i timen. NASA-forskere håper å finne ut hvorfor solcoronaen er så varm og hva som akselererer solvinden. Disse tingene kan ikke regnes ut uten å finne mekanismene som er ansvarlige for disse prosessene i nærheten av kilden.
Solen er veldig vanskelig å nå
Å gå til solen krever faktisk 55 ganger mer energi enn å dra til Mars. For det første er avstanden fra Jorden til stjernen vår omtrent 150 millioner kilometer. Men avstand er ikke det eneste problemet her. Hovedproblemet her er den såkalte laterale hastigheten, det vil si hastigheten i forhold til ønsket bevegelsesvektor.
For å forstå prinsippet om sidehastighet er det nødvendig å forstå hvordan kropper beveger seg i baner. Faktisk faller alle gjenstander i solens bane uendelig på stjernen. Imidlertid tillater sidehastigheten dem ikke å falle, siden de faktisk overhaler kroppen de faller på. Jorden beveger seg rundt sola med en hastighet på 108 000 kilometer i timen. Som et resultat, når romskipet forlater jordens bane, vil det bevege seg fremover i rommet og begynne å falle på solen, men det vil stadig savne, siden dens hastighetsindikator vil bli bevart. For å komme til stjernen, trenger enheten ganske enkelt å falle.
For å løse problemet med sidehastighet planlegger NASA å bruke tyngdekraftsmanøvrer rundt Venus. De vil gjøre det mulig å slukke denne indikatoren nesten fullstendig, men samtidig vil de øke den maksimale bevegelseshastigheten til Parker Solar Probe, som på topp kan være opptil 200 kilometer i sekundet.
Gravitasjonsmanøvrer rundt Venus
For å komme så nær solen som mulig, vil Parker Solar Probe måtte utføre flere tyngdekraftassistanser rundt Venus i løpet av de neste 7 årene.
Etter den første flybyen til Venus, vil sonden gå inn i en elliptisk bane med en periode på 150 dager (2/3 av Venus-perioden), og gjøre 3 baner når Venus gjør 2. Etter den andre flybyen vil perioden avta til 130 dager. På mindre enn 2 baner (198 dager) vil romfartøyet møte Venus for tredje gang. Dette vil forkorte perioden til halvparten av Venus (112,5 dager). For det fjerde møtet vil perioden allerede være 102 dager. Etter 237 dager vil sonden møte Venus for femte gang, og rotasjonsperioden reduseres til 96 dager (3/7 av Venus). Apparatet i dette øyeblikket vil allerede gjøre syv omdreininger, da Venus bare vil ta 3. Det sjette møtet vil finne sted nesten to år etter det forrige og vil forkorte perioden til 92 dager (2/5 av venussen). Etter ytterligere fem revolusjoner rundt sola vil sonden møte Venus for sjuende og siste gang, noe som vil redusere perioden til 88-89 dager.slik at du kan komme enda nærmere solen.
Det raskeste romfartøyet i menneskets historie
Takket være flere tyngdekraftsmanøvrer rundt Venus, vil romskipet etter hvert kunne nå hastigheter på 692 000 kilometer i timen, raskere enn noen annen romfart bygget av mennesker.
På dette tidspunktet er det raskeste romfartøyet sonden "Juno", designet for å studere Jupiter. Den nåværende hastigheten er omtrent 266 tusen kilometer i timen. Hastigheten til romfartøyet Voyager 1, som ble lansert for å erobre det mellomliggende rom på slutten av 1970-tallet og forlate solsystemet 35 år senere, er omtrent 61 000 kilometer i timen. Den maksimale hastigheten på Parker Solar Probe vil mer enn doble hastigheten på Juno og 11 ganger den for Voyager 1.
Varmeskjold
Sondens varmeskjold er like imponerende som toppfarten. Størrelsen på solskjermet foran på apparatet er 2,4 meter i diameter. Den er designet for å reflektere ekstrem varme fra det vitenskapelige utstyret til sonden. Skjermen er 11,5 centimeter tykk. Det består av karbonkomposittskum klemt mellom to karbonplater. Frontplaten som vender mot solen er dekket med en spesiell hvit keramisk maling som reflekterer varmen så effektivt som mulig. Materialene som ble brukt gjorde skjoldet ganske lett. Vekten er bare 73 kilo.
I verdensrommet kan temperaturen være tusenvis av grader, men et bestemt objekt vil ikke varme opp fordi temperaturen bestemmes av hastigheten til partiklene, mens varmen måles av den totale energimengden de har med seg. Partikler kan bevege seg raskt (høy temperatur), men hvis det er få av dem, vil det være lite energi (lite varme). Det er få partikler i rommet, så få av dem er i stand til å overføre energi til apparatet.
Det mest autonome romfartøyet
En forklaring på effektiviteten til varmeskjoldet ligger i den veldig "smarte" programvaren som kontrollerer romskipet. Når sonden er i nærheten av solen, blir forbindelsen mellom den og jorden ensidig avbrutt hvert 8. minutt. I løpet av denne tiden vil sonden kunne uavhengig gjøre de nødvendige justeringene på bare 10 sekunder.
Skaperne av sonden introduserte absolutt alle mulige scenarier for utviklingen av hendelser som de kunne forestille seg i programvaren, slik at enheten er i stand til å uavhengig endre helningsvinkelen og rotasjonen av beskyttelsesskjermen om nødvendig.
Nicola Fox, forskningsansvarlig for Parker Solar Probe Project, kaller håndverket "det mest autonome romfartøyet som noensinne er laget av mennesker."
Unik last
I mars i år inviterte NASA publikum til å delta i en aksjon der navnene på hundretusenvis av deltakere vil bli plassert på en minneplakett og sendt til Solen sammen med en sonde. En av deltakerne var William Shatner, skuespilleren som spilte Captain Kirk i det episke Star Trek. Totalt har over 1,1 millioner mennesker sendt forespørsler om å legge navnet sitt til navneskiltet til NASA.
“Dette er kanskje et av de mest ambisiøse og ekstreme etterretningsoppdragene i menneskets historie. I tillegg vil romskipet ha så mange navn på mennesker som de støtter oppdraget, sier programforsker Nicola Fox.
Nikolay Khizhnyak
