Jeśli chodzi o badanie naszego Układu Słonecznego, istnieje niewiele bardziej ambitnych misji niż te, które badają Słońce. Podczas gdy NASA i inne agencje kosmiczne obserwują Słońce od dziesięcioleci, większość tych misji była prowadzona na orbicie wokół Ziemi. Do tej pory najbliższe sondy dotarły do Słońca: Helios 1 i 2 sondy, które badały Słońce w latach 70. XX wieku z orbity Merkurego w peryhelium.
NASA zamierza to wszystko zmienić za pomocą sondy słonecznej Parker, sondy kosmicznej, która niedawno wystrzeliła z Przylądka Canaveral, która zrewolucjonizuje nasze rozumienie Słońca poprzez wejście w jego atmosferę (inaczej korona). Przez następne siedem lat sonda wykorzysta grawitację Wenus do przeprowadzenia serii proc, które stopniowo przybliżą ją do Słońca, niż jakakolwiek misja w historii lotów kosmicznych!
Statek kosmiczny wystartował o 3:31 rano EDT w niedzielę 12 sierpnia z Space Launch Complex-37 w Cape Canaveral Air Force Station na rakiecie United Launch Alliance Delta IV Heavy. O godzinie 5:33 kierownik operacji misji poinformował, że statek był zdrowy i działał normalnie. W ciągu następnego tygodnia rozpocznie wdrażanie instrumentów w ramach przygotowań do misji naukowej.
Będąc w koronie słonecznej, Parker Solar Probe zastosuje zaawansowany zestaw instrumentów, aby zrewolucjonizować nasze rozumienie atmosfery Słońca oraz pochodzenia i ewolucji wiatru słonecznego. Te i inne odkrycia pozwolą badaczom i astronomom poprawić ich zdolność do prognozowania zdarzeń pogodowych w przestrzeni kosmicznej (takich jak rozbłyski słoneczne), które mogą wyrządzić szkodę astronautom i orbitującym misjom, zakłócić komunikację radiową i uszkodzić sieci energetyczne.
Jak powiedział Thomas Zurbuchen, zastępca administratora NASA Science Mission Directorate w najnowszym komunikacie prasowym NASA:
„Ta misja naprawdę oznacza pierwszą wizytę ludzkości w gwieździe, która będzie miała wpływ nie tylko na Ziemi, ale na lepsze zrozumienie naszego wszechświata. Osiągnęliśmy coś, co kilkadziesiąt lat temu żyliśmy wyłącznie w dziedzinie science fiction ”.
Misja Parker Probes z pewnością wiąże się z wieloma wyzwaniami. Oprócz niesamowitego upału, który będzie musiał znieść, istnieje również wyzwanie po prostu się tam dostać. Wynika to z prędkości orbity Ziemi, która porusza się wokół Słońca z prędkością 30 km / s (18,64 mps) - lub około 108 000 km / h (67 000 mil / h). Anulowanie tej prędkości i podróż w kierunku Słońca zajęłoby 55 razy więcej energii niż w przypadku statku na Marsa.
Aby sprostać temu wyzwaniu, sonda Parker została wystrzelona przez bardzo potężną rakietę - ULA Delta IV, która jest w stanie wygenerować 9,700 kN ciągu. Ponadto będzie polegać na serii asystentów grawitacyjnych (zwanych także procami grawitacyjnymi) z Wenus. Będą się składały z sondy przewodzącej muchy Słońca, a następnie krążącej wokół Wenus, aby uzyskać przyspieszenie z siły grawitacji planety, a następnie ponownie ześlizgują się wokół Słońca.
W trakcie swojej siedmioletniej misji sonda przeprowadzi siedem asyst grawitacyjnych z Wenus i wykona 24 przejścia Słońca, stopniowo zacieśniając swoją orbitę. W końcu osiągnie odległość około 6 milionów km (3,8 miliona mil) od Słońca i przeleci przez jego atmosferę (inaczej korona), skutecznie zbliżając się ponad siedem razy bliżej niż jakikolwiek statek kosmiczny w historii. Ponadto sonda będzie podróżować z prędkością około 692 000 km / h (430 000 mil / h), co ustanowi rekord najszybciej poruszającego się statku kosmicznego w historii.
W pierwszym tygodniu podróży statek kosmiczny rozłoży antenę o wysokim zysku i wysięgnik magnetometru, w którym znajdują się trzy przyrządy, których użyje do badania pola magnetycznego Słońca. Wykona również pierwsze z dwuczęściowego rozmieszczenia swoich pięciu anten pola elektrycznego (czyli zestawu instrumentów FIELDS), które zmierzą właściwości wiatru słonecznego i pomogą stworzyć trójwymiarowy obraz pól elektrycznych Słońca.
Inne instrumenty na pokładzie statku kosmicznego to kamera do szerokiego pola do sondy Parker Solar Probe (WISPR), jedynego instrumentu do obrazowania statku kosmicznego. Ten instrument wykona zdjęcia wielkoskalowej struktury wiatru koronowego i słonecznego, zanim statek kosmiczny przeleci przez niego, rejestrując takie zjawiska, jak wyrzuty masy koronalnej (CME), dżety i inne wyrzuty ze Słońca.
Istnieje także instrument badawczy Solar Alph elektronów Alphas and Protons (SWEAP), który składa się z dwóch innych instrumentów - Solar Probe Cup (SPC) i Solar Probe Analyzers (SPAN). Policzą one najliczniejsze cząstki w wietrze słonecznym - elektrony, protony i jony helu - i zmierzą ich prędkość, gęstość, temperaturę i inne właściwości, aby lepiej zrozumieć wiatr słoneczny i plazę koronalną.
Następnie jest zintegrowane badanie naukowe Słońca (ISOIS), które opiera się na instrumentach EPI-Lo i EPI-Hi - Energical Particle Instruments (EPI). Używając tych dwóch instrumentów, ISOIS będzie mierzyć elektrony, protony i jony w szerokim zakresie energii, aby lepiej zrozumieć, skąd pochodzą te cząstki, w jaki sposób zostały przyspieszone i jak poruszają się w Układzie Słonecznym.
Oprócz tego, że jest pierwszym statkiem kosmicznym, który eksploruje koronę słoneczną, Parker Solar Probe jest pierwszym statkiem kosmicznym nazwanym na cześć żywego naukowca - Eugene'a Parkera, fizyka, który jako pierwszy wysunął teorię o istnieniu wiatru słonecznego w 1958 r. Jako Nicola Fox, sonda naukowiec projektu w JHUAPL wskazał:
„Eksploracja korony słonecznej za pomocą statku kosmicznego była jednym z najtrudniejszych wyzwań dla eksploracji kosmosu. W końcu będziemy w stanie odpowiedzieć na pytania dotyczące wiatru koronowego i słonecznego wzniesionych przez Gene Parkera w 1958 r. - za pomocą statku kosmicznego noszącego jego imię - i nie mogę się doczekać, aby dowiedzieć się, jakie odkrycia dokonujemy. Nauka będzie niezwykła. ”
Dr Parker był pod ręką, by być świadkiem wczesnego porannego wystrzelenia statku kosmicznego. Oprócz zaawansowanego zestawu instrumentów naukowych sonda zawiera również tablicę poświęconą misji Parkera. Tablica, która została dołączona w maju, zawiera cytat znanego fizyka - „Zobaczmy, co nas czeka” - oraz kartę pamięci zawierającą ponad 1,1 miliona nazwisk przesłanych przez społeczeństwo do podróży statkiem kosmicznym na Słońce.
Testowanie przyrządów rozpocznie się na początku września i potrwa około czterech tygodni, po czym sonda słoneczna Parker może rozpocząć operacje naukowe. 28 września poprowadzi swój pierwszy przelot Wenus i wykona pierwszą asystę grawitacyjną z planetą na początku października. Spowoduje to, że statek kosmiczny przyjmie 180-dniową orbitę Słońca, co doprowadzi ją do odległości około 24 milionów km (15 milionów mil).
W końcu sonda słoneczna Parker spróbuje odpowiedzieć na kilka od dawna tajemnic dotyczących Słońca. Na przykład, dlaczego korona słoneczna jest 300 razy cieplejsza niż powierzchnia Słońca, co napędza naddźwiękowy wiatr słoneczny, który przenika cały Układ Słoneczny, i co przyspiesza energetyczne cząstki słoneczne - które mogą osiągnąć prędkości do połowy prędkości światła - oddalone ze słońca?
Przez sześćdziesiąt lat naukowcy zastanawiali się nad tymi pytaniami, ale nie byli w stanie na nie odpowiedzieć, ponieważ żaden statek kosmiczny nie byłby w stanie przebić korony słonecznej. Dzięki postępom w inżynierii termicznej sonda słoneczna Parker jest pierwszą sondą kosmiczną, która będzie w stanie „dotknąć” powierzchni Słońca i odkryć jego tajemnice. Do grudnia statek przekaże pierwsze obserwacje naukowe z powrotem na Ziemię.
Jak powiedział Andy Driesman, kierownik projektu misji Parker Probe w Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (JHUAPL):
„Dzisiejsza premiera była zwieńczeniem sześćdziesięciu lat badań naukowych i milionów godzin wysiłku. Teraz Parker Solar Probe działa normalnie i jest na dobrej drodze do rozpoczęcia siedmioletniej misji ekstremalnej nauki. ”
Zrozumienie dynamiki Słońca jest nieodłącznym elementem zrozumienia historii Układu Słonecznego i powstania samego życia. Ale do tej pory żadna misja nie była w stanie zbliżyć się wystarczająco blisko Słońca, aby zająć się jego największymi tajemnicami. Zanim misja Parker Solar Probe zostanie zakończona, naukowcy spodziewają się, że wiele się dowiedzieli o zjawiskach, które mogą przyczynić się do powstania życia i zakłócić je!
