Завтра космічний корабель вперше в історії пролетить через атмосферу Сонця

Сонячний зонд NASA Parker Solar Probe досягне свого найнебезпечнішого досягнення завтра, 24 грудня 2024 року. Очікується, що після шести років наближення до зірки в центрі нашої Сонячної системи космічний корабель наблизиться до 3,8 мільйона миль. поверхні Сонця. Ця крихітна відстань у космічних термінах дозволяє вченим отримувати новий тип інформації, розкриваючи таємниці сонячних вітрів, екстремальної спеки та магнітних полів.

Сонячний зонд на порозі Сонця

Інженери витратили роки, ретельно коригуючи траєкторію польоту Паркера, використовуючи численні гравітаційні допоміжні пристрої Венери. Ці обльоти змінюють орбіту космічного корабля та звужують його петлю навколо Сонця.

«Це один із прикладів сміливих місій NASA, які роблять те, чого ніхто раніше не робив, щоб відповісти на давні питання про наш Всесвіт», — пояснив Арік Познер, науковий співробітник програми Parker Solar Probe у штаб-квартирі NASA, описуючи значення цієї місії.

З моменту запуску у 2018 році головною метою Parker було вивчення зовнішньої атмосфери Сонця, відомої як корона. Завтрашнє наближення, яке часто називають перигелієм, знаменує собою нову віху в цьому пошуку. Зонд рухається зі швидкістю близько 430 000 миль на годину, швидше, ніж будь-який інший космічний корабель. На такій високій швидкості він може обертатися навколо нашої зірки, не будучи проковтнутим. Незважаючи на це, менеджери місії не отримають миттєвих оновлень, коли Паркер досягне найближчої точки, оскільки сигнали не можуть проходити через інтенсивне сонячне середовище.

Екстремальна спека та тривалий захист

Що відрізняє Parker від інших, так це його пружний теплозахисний екран. Цей вуглецевий композитний бар’єр товщиною 4,5 дюйма дозволяє приладам космічного корабля продовжувати працювати в середовищі, де температура може досягати приблизно 2500 градусів за Фаренгейтом. Незважаючи на суворе оточення, дорогоцінні наукові прилади залишаються при кімнатній температурі завдяки експертним розробкам Лабораторії прикладної фізики Університету Джона Гопкінса (APL).

Під час кожного близького наближення Паркера охоплюють пориви сонячного вітру та заливають радіацією. Тим не менш, він продовжує надсилати дані про магнітні поля, поведінку плазми та енергійні частинки. Дані зонда висвітлюють причини надзвичайного тепла корони, яке може досягати мільйонів градусів, значно вище, ніж видима поверхня Сонця. Така загадкова поведінка захоплювала вчених десятиліттями.

У погоні за походженням сонячного вітру

Сонячний вітер, потік заряджених частинок, що відтікає від Сонця зі швидкістю понад мільйон миль на годину, відіграє важливу роль у космічній погоді. Проглядаючи корону, Паркер записує нові докази того, як ці частинки прискорюються та розсіюються Сонячною системою. Відповіді можуть допомогти експертам прогнозувати збурення, які впливають на супутники та безпеку астронавтів. Сплески цих заряджених частинок можуть вивести з ладу системи зв’язку або навіть порушити електромережі на Землі.

Для дослідників залишаються великі питання. Як сонячний вітер так різко прискорює свій темп? Чи є певна область у короні, яка викликає спалахи швидкорухомих частинок? Вимірювання Паркера наближають нас до розгадки цих таємниць. Представники NASA кажуть, що до завтрашнього підходу нові шари даних допоможуть їм побачити закономірності, які неможливо виявити на більшій відстані.

Сонячний зонд і активний цикл Сонця

Сонце проходить 11-річний цикл активності. Зараз він знаходиться в активній фазі, що означає збільшення сонячних плям, сонячних спалахів і викидів корональної маси. Дослідники відстежують не лише подорож Паркера, але й мінливі моделі Сонця. Іноді ці спалахи взаємодіють із магнітосферою Землі та викликають різнокольорові полярні сяйва навіть у місцях, які не звикли до таких проявів. І хоча більшість сонячних погодних явищ нешкідливі для життя на Землі, сильні шторми можуть заважати системам GPS або супутникам. Ось чому висновки Паркера такі актуальні. Отримання кращого розуміння того, як починаються енергетичні сонячні події, може призвести до своєчасних попереджень, даючи операторам на Землі попередження про вимикання чутливих інструментів або коригування супутникових орбіт.

Віддаючи належне Юджину Паркеру

У 2017 році NASA перейменувало зонд на честь доктора Юджина Н. Паркера, першої людини, яка передбачила сонячний вітер у 1950-х роках. Він представив ключові ідеї про те, як зірки взаємодіють із навколишнім середовищем. Назва місії вшановує його впливову роботу. Доктор Паркер помер у 2022 році, але його спадок продовжується. Дані, які цей космічний корабель надсилає назад, не тільки розширюють знання фізики Сонця, але й показують, наскільки правильними були ранні теорії доктора Паркера.

Рекордний проліт сонячного зонда

Операції місії очікують, що Parker досягне перигелію о 6:53 ранку за східним стандартним часом 24 грудня. У цей час космічний корабель працюватиме автономно, а інженери APL чекатимуть до 27 грудня сигналу маяка, що підтверджує безпечний проліт навколо Сонця.

«Жоден об’єкт, створений людиною, ніколи не проходив так близько до зірки, тому Parker справді повертатиме дані з незвіданої території. Ми раді отримати відповідь від космічного корабля, коли він повернеться навколо Сонця», – пояснив Нік Пінкін, керівник місії Parker Solar Probe. 

Коли надійде це оновлення, вчені вивчатимуть нещодавні вимірювання Паркера, щоб виявити потенційні підказки про походження сонячного вітру та нагрівання корони. Кожна орбіта – це ще один шанс побачити спекотні умови поблизу нашої зірки. Одночасно зонд допомагає уточнювати прогнози щодо сонячних вивержень, які можуть спрямувати майбутні шторми на Землю.

Чому щось із цього має значення?

Окрім наукових проривів, успіх Parker може мати практичні переваги для технологій, на які ми покладаємося щодня. Наше суспільство залежить від сигналів GPS і стабільних енергосистем, і великі сонячні явища можуть порушити обидва. Навчившись передбачати сильний сонячний вітер або спалахи, експерти одного разу зможуть уберегти супутники від небезпеки або захистити електромережі від неочікуваних стрибків.

Завтрашній наближення продовжує низку видатних досягнень NASA. У той час, як Паркер пробирається крізь корону, він збирає дані спостережень, які не могла отримати жодна інша місія. Завдяки надійній тепловій конструкції та ретельному плануванню судно виглядає готовим до ще одного швидкого проходу. Незалежно від того, чи допомагає це прогнозувати температуру Сонця, чи вдосконалює наші знання про основні астрофізичні процеси, Parker залишається на шляху до зміни того, як ми бачимо Сонце.