Parker Solar Probe: En resa till solen i snabbaste sonden i historien

The Great Gildersleeve: Fishing Trip / The Golf Tournament / Planting a Tree (April 2019).

Anonim

Trots sin nästan konstanta, skarpa närvaro är solen en av de minst förstådda föremålen i vårt solsystem. För någon okänd bisarr anledning är dess atmosfär eller corona varmare än dess yta. Fenomenet motsäger termodynamikens andra lag, en grundläggande lag i universum! Också, för något okänt bisarrt skäl, är dess magnetfält obeskrivligt komplext: det exemplifierar caprice.

Vi har spekulerat om ursprunget och utvecklingen av dessa idiosyncrasier i nästan 60 år nu, men spekulationer kommer att fortsätta att vara spekulation, det kommer aldrig att materialiseras till ett väsentligt faktum, om inte bevis finns. Var ser man bäst ut än på källan? Några att undersöka röken söker NASA nu efter elden: den har äntligen lanserat en sond

.

. till solen själv!

Parker Solar Probe är beredd att starta. (Foto Kredit: Flickr)

Energin

Helios II: s prestation var monumental eftersom den avlägsnade ännu kvicksilver, närmsta planet till solen, nästan 36 miljoner mil bort. (Foto Kredit: NASA / Johns Hopkins University / Wikimedia Commons)

Naturligtvis, så nära solen, uppnår prober enorma hastigheter. Parker Solar Probe lanserades den 12 augusti i år, och i sin sista omlopp runt solen kommer den att blåsa förbi den med en överväldigande 430 000 mph vilket gör den till det snabbaste konstgjorda objektet i historien. Det kommer att resa vid 200 km / s, vilket innebär att det kan resa från Washington, DC till Philadelphia på mindre än en sekund. Den rekord som Parker Solar Probe kommer att bryta hålls för närvarande av, som du kanske gissat, Helios II, som toppade ut med en hastighet av 150 000 mph. Parker Solar Probe kommer att resa minst tre gånger snabbare.

Detta är naturligt eftersom båda sonderna har fungerat bra inom solens "gravitetsbrunn". Ett litet objekt som reser runt ett massivt föremål beter sig som om det faller i en brunn eller dal: ju djupare det är desto desto brantare är höjden, ju snabbare det faller och desto svårare är det att klättra och fly. Solen står för 99, 8% av massan i vårt solsystem. Detta gör det till en enorm brunn där inte bara supermassiva planeter som Jupiter och Saturn faller hjälplöst, men även Oort-molnen 186 miljarder mil bort, så "sluttningen" är så brant som den kan komma i närheten.

En bild av Jupiter som tagits av sonden Juno. Helios II var det snabbaste föremålet heliocentriskt, eller med hänsyn till solen. Det snabbaste föremålet var per definition sonden Juno, som skickades för att studera Jupiter. I juli 2016, när det drog in i Jupiters massiva tyngdkraftsbrunn, gick det lika snabbt som 165 000mph. Vissa kallar dock denna "fusk". Juno bar med sig tre LEGO mini figurer: en av den romerska gud Jupiter, en av hans fru Juno och en av de framstående astronomerna Galileo Galilei. (Fotokredit: Nasa)

Man skulle då dra slutsatsen att en resa i solens riktning skulle ge det minsta motståndet, därför att en sond skulle behöva lanseras med en liten mängd energi. Detta skulle dock vara ett hemskt misstag. Att sända en sond till solen kräver faktiskt 55 gånger mer energi än att skicka en till Mars! För att uppnå sin svindlande acceleration, gick Parker Solar Probe, lanserad från Cape Canaveral Air Force Station i Florida, tre raketsteg. Men varför?

Att påbörja en resa till solen kräver mer drivkraft av samma anledning att du måste hoppa med en större kraft från ett rörligt fordon för att uppnå ett längre steg. Jorden sprintar runt solen på 67.000 mph, så för att springa mot solen måste vi förstärka den här sidledningen först, precis som ni måste negera en bils linjära rörelse för att hoppa vinkelrätt mot den.

Uppdraget

Suns oöverstigliga komplexa magnetfält. (Foto Credit: NH2501 / Wikimedia Commons)

För att få detta bevis kommer sonden först att göra en känslig manöver: den 28 september kommer den gradvis att sakta ner och uppnå en omlopp runt Venus. Det kommer att använda planetens gravitation till att "slänga" sig mot solen. Detta kallas en gravitationstjänst. Det är analogt med att använda den kinetiska energin som härrör från att falla ner i en dal för att accelerera, klättra på andra sidan och fly. Detta sparar sonden mycket värdefullt bränsle.

Sonden förutspås uppnå sin första nära omlopp runt solen den 1 november. Den kommer sedan att flyga tillbaka mot Venus, som slänger den ännu närmare solen. Totalt 7 assistanser från Venus skickar det närmare och närmare solen genom varje av de 24 banor det kommer att göra tills det är så nära stjärnan att det inte kommer att kunna dra sig ur drag och slinga igen. Den 19 december 2024, vid slutet av sitt uppdrag, kommer sonden att nå sitt närmaste omlopp - endast 3, 38 miljoner miles från corona. I perspektiv är jorden i genomsnitt 93 miljoner mil bort från stjärnan.

Nära solen kommer sonden att utföra radiella skanningar: Genom att matcha dess hastighet med solens rotation kan den undersöka en viss region. Så här fungerar geosynkrona satelliter: genom att rotera med samma hastighet som jorden roterar, kan en satellit ovan noga övervaka en viss region. Sonden kommer att studera samma region i solens corona i 10 dagar.

Självklart, när du arbetar så nära solen, kommer sonden att bära sin fulla brunt: infernaliska temperaturer på 2.500 ᵒF och ett oupphörligt bombardemang av energiska partiklar. För att förhindra att de känsliga instrumenten smälter och stekar, installerade NASA en 4, 5 tum tjock kol-kol-kompositsköld och högreflekterande aluminiumplattor för att minimera absorptionen. Sonden är verkligen en värmekonstruktion.

(Foto Kredit: NASA)

Sonden kommer att bränna sitt bränsle, inte bara för att driva sig utan också att vrida och vrida skölden. Om det inte gjorde kan uppdraget, som slutar i mitten av 2025, potentiellt utvidgas. Förhoppningsvis, under sin 7-åriga pilgrimsfärd, kommer sonden att söka efter och finna de sanningar vi önskar, avlägsna stjärnans mysterier, förvandla de frustrerande okända till irreversibla kända. Men varför är dessa sanningar så viktiga för oss? Varför är vi så fast att söka efter dem?

Varför

Solen är den enda stjärnan vi kan studera nära. (Fotokredit: Pexels)

Stjärnor är universums främsta energikällor, och solen är jordens främsta energikälla. Solens värme och ljus är oumbärliga för jordens flora och fauna. Med det i åtanke är den andra anledningen till att NASA anser att upptäckterna är viktiga, att "ju mer vi vet om det, desto mer kan vi förstå hur livet på jorden utvecklats." Av detta skäl är uppdraget revolutionärt.

En slumpmässig följd av uppdraget är att sonden också kommer att kunna studera Venus. Astronomer håller med om att det har varit en brist på Venus-uppdrag, men Parker Solar Probe kommer under besöket att ge astronomer omfattande data om planets sammansättning och andra särdrag. Och låt oss inte glömma, fantastiska bilder som vi aldrig sett tidigare.

Så småningom kommer sonden att gå tom för bränsle. Vid denna tidpunkt kommer skölden att kunna flytta och skydda instrumenten. Varje del av Parker Solar Probe kommer att försvaga och smälta bort tills dess bara kolskölden förblir. Under en NASA-nyhetskonferens sammanfattade Parker Solar Probe-projektledaren Andrew Driesman från Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory perfekt sammanfattningen av den viktiga eller kanske, som vissa kan argumentera, missgynnade uppdrag vid uppdraget när han sa: "Förhoppningsvis en lång, lång tidsperiod - 10, 20 år (när rymdfarkosten går ur bränsle och bryter sönder) - det kommer att bli en kolsyta som flyter runt solen i sin omloppsbana

.

Det är någon som gissar hur länge det kunde cirkla vår sol som en ensam påminnelse om att stjärnan en gång fostrade människor som utvecklade tekniken för att nå ut och röra den. "