Jak blisko możemy dostać się do Słońca?

Cóż, to mniej więcej tak blisko słońca, jak NASA jest gotowa zabrać swoją nową sondę Parker Solar Probe (PSP). Statek, który ma wystartować ze stacji sił powietrznych Cape Canaveral jeszcze w tym miesiącu, zbierze dane o naszym słońcu i, miejmy nadzieję, odpowie na kilka podstawowych pytań, które wciąż mamy na jego temat.

PSP również wkrótce przejdzie do historii. Ostatecznie jego orbitalna ścieżka poprowadzi ją zaledwie 3,83 miliona mil (6,16 miliona kilometrów) od wielkiej żółtej gwiazdy.

Taka bliskość jest zupełnie bezprecedensowa. Sonda NASA Helios 2 znalazła się w odległości 27 milionów mil (43,45 milionów kilometrów) od powierzchni Słońca w 1976 roku. To bliżej niż jakikolwiek inny statek kosmiczny kiedykolwiek dotarł do tego ciała niebieskiego.

Ach, ale rekordy zapraszają przeciwników. Sonda Parker Solar Probe zbliży się około siedem razy niż Helios 2. Planeta Ziemia i Słońce są oddalone od siebie o 93 miliony mil (150 milionów kilometrów). Jeden z naukowców z NASA powiedział, że gdyby oba ciała stały po przeciwnych stronach boiska do futbolu amerykańskiego , misja PSP doprowadziłaby je aż do 4-metrowej linii Słońca.

Technologia eksploracji słońca przeszła długą drogę. Jednak inżynierowie nadal muszą pamiętać o kilku ograniczeniach - i nie wygląda na to, że w najbliższym czasie będziemy wysyłać astronautów w podróż ku Słońcu.

Wysoka temperatura i tajemnica korony

Ekstremalne upały są najbardziej oczywistym problemem. Temperatura powierzchni Słońca to aż 10 340 stopni Fahrenheita (5726 stopni Celsjusza). Co ciekawe, obszar otaczający słońce jest jeszcze gorętszy.

Znasz tę aureolę światła, która wydostaje się zza księżyca podczas zaćmienia słońca ? To jest korona . Warstwa pęcherzykowatej plazmy reprezentuje najwyższą część atmosfery słonecznej. Korona zaczyna się około 1300 mil (2100 kilometrów) nad powierzchnią i rozciąga się daleko w kosmos.

Części się nagrzewają. Bardzo gorący. W niektórych miejscach korona może być 300 razy gorętsza niż powierzchnia. Nikt nie wie, dlaczego tak jest; NASA ma nadzieję, że sonda Parker Solar Probe znajdzie jakieś wskazówki.

Skafandry kosmiczne używane przez astronautów NASA mogą chronić je przed temperaturami do 250 stopni Fahrenheita (121 stopni Celsjusza). Podróżni kosmiczni nie napotkaliby tak ekstremalnego ciepła, dopóki nie odważyliby się oddalić od Słońca o 3 miliony mil (4,8 miliona kilometrów). Poza tym punktem wysokie temperatury zamieniłyby wnętrze skafandra w parujący kocioł. Zostaw bezpieczeństwo swojego statku w standardowym skafandrze kosmicznym, a odwodnisz się, zemdlejesz i umrzesz.

Ale to wszystko jest teoretyczne. Na długo przed poddaniem się wysokim temperaturom nasi nieustraszeni włóczędzy zostaliby zabici przez promieniowanie słoneczne.

Tyle promieniowania

Słońce emituje ogromną ilość promieniowania , w tym niektóre formy, które postrzegamy jako światło widzialne. Niebezpieczne rodzaje promieniowania nasilają się w miarę zbliżania się do słońca. Wysokie poziomy radioaktywności w przestrzeni kosmicznej mogą być związane z problemami sercowo-naczyniowymi. Badanie przeprowadzone w 2016 roku wykazało, że astronauci, którzy wylecieli poza orbitę niskoemisyjną, byli bardziej narażeni na śmierć na zawał serca lub udar niż ich rówieśnicy, którzy przebywali bliżej macierzystej planety.

Gdybyś został wysłany w dryfowanie w zwykłym skafandrze kosmicznym NASA, promieniowanie słoneczne odebrałoby ci życie, zanim dotarłbyś do połowy drogi między Ziemią a Słońcem.

Najwyraźniej lepiej wypadłbyś na statku kosmicznym. Naukowiec z NASA, Eric Christian, powiedział , że pewnego dnia może być możliwe zaprojektowanie statku, który bezpiecznie zabierze ludzkich astronautów na odległość 4 milionów mil (6,4 miliona kilometrów) od Słońca. Ale zanim będziemy mogli nawet pomyśleć o tak ryzykownej misji, musimy zobaczyć, jak radzi sobie sonda Parker Space Probe.

Pył w (słonecznym) wietrze

Aby chronić większość narzędzi do gromadzenia danych, PSP został wyposażony w wykonaną na zamówienie osłonę termiczną , składającą się z dwóch płyt z kompozytu węglowego, zewnętrznej warstwy odblaskowej farby i lekkiego rdzenia piankowego. Tarcza wygląda bardziej jak muszla ślimaka niż żółwia: zamiast otaczać całą sondę, znajduje się po jednej jej stronie. Stojąc twarzą w twarz ze słońcem, ten „system ochrony termicznej” ochroni instrumenty za nim przed promieniowaniem cieplnym, które będzie 475 razy silniejsze niż cokolwiek, czego doświadczają satelity okrążające Ziemię.

Aby PSP mógł wykonywać swoją pracę, system ochrony termicznej musi nieustannie patrzeć na słońce. Silniki zawsze ustawią tarczę we właściwej pozycji. Te silniki potrzebują paliwa i w końcu w statku kosmicznym zabraknie soku. Sonda Parker Solar Probe została zaprojektowana tak, aby okrążać Słońce co najmniej 24 razy. Po zakończeniu misji w 2025 roku zabraknie paliwa, aby silniki odrzutowe działały znacznie dłużej. Niezabezpieczone części PSP przesuną się następnie w kierunku słońca i rozpadną, przekształcając sondę w pył kosmiczny .

Przekraczanie benchmarku rtęci

PSP może prześledzić swoje korzenie do początków NASA. 24 października 1958 r., Mniej niż trzy miesiące po utworzeniu administracji, jeden z jej komitetów złożył ambitną propozycję : wysłać sztuczną sondę poza planetę Merkury, aby przyjrzeć się słońcu z bliska.

Merkury znajduje się zwykle w odległości od 29 do 43 milionów mil (46 do 70 milionów kilometrów) od Słońca. PSP znajdzie się daleko w orbicie planety. Tam zbierze informacje o wietrze słonecznym - zjawisku, które wciąż jest słabo poznane, ale może zniszczyć satelity i naprawdę zepsuć nasze sygnały GPS i komunikację radiową na Ziemi. Jeśli sonda pomoże nam znaleźć sposób przewidywania tych wiatrów, może w rezultacie zaoszczędzić światu biliony dolarów . Co możemy powiedzieć? Ciekawość się opłaca, podobnie jak eksploracja.

TERAZ TO CIEKAWE

Eugene Parker był fizykiem, który jako pierwszy zaproponował istnienie wiatrów słonecznych w latach pięćdziesiątych XX wieku. Parker Solar Probe został ochrzczony na jego cześć i jest pierwszym statkiem kosmicznym NASA, któremu nadano imię żywej osoby .