Ο Ήλιος είναι στην πραγματικότητα ένα από τα πιο δύσκολα σημεία στο Ηλιακό Σύστημα. Δείτε πώς θα το κάνει το Parker Solar Probe
Όσον αφορά την εξερεύνηση του Ηλιακού μας Συστήματος, υπάρχουν λίγες πιο φιλόδοξες αποστολές από αυτές που επιδιώκουν να μελετήσουν τον Ήλιο. Ενώ η NASA και άλλες διαστημικές υπηρεσίες παρατηρούν τον Ήλιο για δεκαετίες, η πλειονότητα αυτών των αποστολών διεξήχθη σε τροχιά γύρω από τη Γη. Μέχρι σήμερα, η πιο κοντινή αποστολή που έχει έρθει ποτέ στον Ήλιο ήταν με το Ήλιος 1 και 2 ανιχνευτές, οι οποίοι μελέτησαν τον Ήλιο κατά τη διάρκεια της δεκαετίας του 1970 από το εσωτερικό της τροχιάς του Ερμή στο περιήλιο.
Η NASA σκοπεύει να τα αλλάξει όλα αυτά με το Parker Solar Probe , ο διαστημικός ανιχνευτής που κυκλοφόρησε πρόσφατα από το ακρωτήριο Κανάβεραλ, το οποίο θα φέρει επανάσταση στην κατανόησή μας για τον Ήλιο μπαίνοντας στην ατμόσφαιρά του (γνωστός και ως κορώνα). Τα επόμενα επτά χρόνια, ο ανιχνευτής θα χρησιμοποιήσει τη βαρύτητα της Αφροδίτης για να πραγματοποιήσει μια σειρά από σφεντόνες που σταδιακά θα τον φέρουν πιο κοντά στον Ήλιο από οποιαδήποτε αποστολή στην ιστορία των διαστημικών πτήσεων!
Το διαστημόπλοιο απογειώθηκε στις 3:31 π.μ. EDT την Κυριακή, 12 Αυγούστου, από το Space Launch Complex-37 στο Αεροπορικό Σταθμό του Cape Canaveral στην κορυφή ενός United Launch Alliance Delta IV Heavy πύραυλος . Στις 5:33 π.μ., ο διευθυντής επιχειρήσεων της αποστολής ανέφερε ότι το διαστημόπλοιο ήταν υγιές και λειτουργούσε κανονικά. Κατά τη διάρκεια της επόμενης εβδομάδας, θα αρχίσει να αναπτύσσει τα όργανα της για την προετοιμασία της επιστημονικής της αποστολής.
Μόλις μπει στο στέμμα του Ήλιου, το Parker Solar Probe θα χρησιμοποιήσει μια προηγμένη σειρά οργάνων για να φέρει επανάσταση στην κατανόησή μας για την ατμόσφαιρα του Ήλιου και την προέλευση και την εξέλιξη του ηλιακού ανέμου. Αυτά και άλλα ευρήματα θα επιτρέψουν σε ερευνητές και αστρονόμους να βελτιώσουν την ικανότητά τους να προβλέπουν διαστημικά καιρικά φαινόμενα (όπως ηλιακές εκλάμψεις), τα οποία μπορούν να προκαλέσουν βλάβη στους αστροναύτες και σε αποστολές σε τροχιά, να διαταράξουν τις ραδιοεπικοινωνίες και να καταστρέψουν τα δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας.
Όπως είπε ο Thomas Zurbuchen, ο αναπληρωτής διαχειριστής της Διεύθυνσης Επιστημονικής Αποστολής της NASA, σε πρόσφατη NASA δελτίο τύπου :
«Αυτή η αποστολή σηματοδοτεί πραγματικά την πρώτη επίσκεψη της ανθρωπότητας σε ένα αστέρι που θα έχει επιπτώσεις όχι μόνο εδώ στη Γη, αλλά και πώς κατανοούμε καλύτερα το σύμπαν μας. Έχουμε καταφέρει κάτι που πριν από δεκαετίες ζούσαμε αποκλειστικά στη σφαίρα της επιστημονικής φαντασίας».
Η αποστολή Parker Probes έρχεται σίγουρα με τις προκλήσεις της. Εκτός από την απίστευτη ζέστη που θα πρέπει να αντέξει, υπάρχει και η πρόκληση απλά να φτάσετε εκεί. Αυτό οφείλεται στην τροχιακή ταχύτητα της Γης, η οποία ταξιδεύει γύρω από τον Ήλιο με ταχύτητα 30 km/s (18,64 mps) – ή περίπου 108.000 km/h (67.000 mps). Η ακύρωση αυτής της ταχύτητας και το ταξίδι προς τον Ήλιο θα απαιτούσε 55 φορές περισσότερη ενέργεια από ό,τι θα χρειαζόταν ένα σκάφος για να ταξιδέψει στον Άρη.
Για την αντιμετώπιση αυτής της πρόκλησης, το Parker Probe εκτοξεύτηκε από έναν πολύ ισχυρό πύραυλο – τον ULA Delta IV, ο οποίος είναι ικανός να παράγει ώθηση 9.700 kN. Επιπλέον, θα βασίζεται σε μια σειρά βοηθημάτων βαρύτητας (γνωστοί και ως βαρυτικές σφεντόνες) με την Αφροδίτη. Αυτά θα αποτελούνται από το ανιχνευτή που θα διεξάγει πτήσεις του Ήλιου, στη συνέχεια θα κάνει κύκλους γύρω από την Αφροδίτη για να πάρει μια ώθηση στην ταχύτητα από τη δύναμη της βαρύτητας του πλανήτη και στη συνέχεια θα εκτοξευτεί ξανά γύρω από τον Ήλιο.
Η εκτόξευση του Parker Solar Probe πάνω από έναν πύραυλο ULA Delta IV Heavy από τον Πολεμικό Αεροπορικό Σταθμό του Cape Canaveral στις 12 Αυγούστου 2018. Προσφορά: Glenn Davis
Κατά τη διάρκεια της επταετούς αποστολής του, ο ανιχνευτής θα πραγματοποιήσει επτά υποβοηθήσεις βαρύτητας με την Αφροδίτη και θα κάνει 24 περάσματα του Ήλιου, σφίγγοντας σταδιακά την τροχιά του στη διαδικασία. Τελικά, θα φτάσει σε απόσταση περίπου 6 εκατομμυρίων χιλιομέτρων (3,8 εκατομμύρια μίλια) από τον Ήλιο και θα πετάξει μέσα από την ατμόσφαιρά του (γνωστός και ως κορώνα), πλησιάζοντας ουσιαστικά περισσότερο από επτά φορές πιο κοντά από οποιοδήποτε διαστημόπλοιο στην ιστορία. Επιπλέον, ο ανιχνευτής θα ταξιδεύει με ταχύτητες περίπου 692.000 km/h (430.000 mph), γεγονός που θα θέσει το ρεκόρ για το ταχύτερα κινούμενο διαστημόπλοιο στην ιστορία.
Κατά τη διάρκεια της πρώτης εβδομάδας του ταξιδιού του, το διαστημικό σκάφος θα αναπτύξει την κεραία υψηλής απολαβής και το μαγνητόμετρο, που φιλοξενεί τα τρία όργανα που θα χρησιμοποιήσει για τη μελέτη του μαγνητικού πεδίου του Ήλιου. Θα εκτελέσει επίσης το πρώτο από μια ανάπτυξη δύο μερών των πέντε κεραιών ηλεκτρικού πεδίου του (γνωστός και ως η σουίτα οργάνων FIELDS), που θα μετρήσει τις ιδιότητες του ηλιακού ανέμου και θα βοηθήσει στη δημιουργία μιας τρισδιάστατης εικόνας των ηλεκτρικών πεδίων του Ήλιου.
Άλλα όργανα στο διαστημόπλοιο περιλαμβάνουν το Wide-Field Imager for Parker Solar Probe (WISPR), το μοναδικό όργανο απεικόνισης του διαστημικού σκάφους. Αυτό το όργανο θα τραβήξει φωτογραφίες της μεγάλης κλίμακας δομής του στέμματος και του ηλιακού ανέμου προτού το διαστημόπλοιο πετάξει μέσα από αυτό, καταγράφοντας φαινόμενα όπως εκτινάξεις μάζας στέμματος (CMEs), πίδακες και άλλες εκτοξεύσεις από τον Ήλιο.
Υπάρχει επίσης το όργανο έρευνας Solar Wind Electrons Alphas and Protons (SWEAP), το οποίο αποτελείται από δύο άλλα όργανα - το Solar Probe Cup (SPC) και το Solar Probe Analyzers (SPAN). Αυτά θα μετρήσουν τα πιο άφθονα σωματίδια στον ηλιακό άνεμο –ηλεκτρόνια, πρωτόνια και ιόντα ηλίου– και θα μετρήσουν την ταχύτητα, την πυκνότητα, τη θερμοκρασία και άλλες ιδιότητές τους για να βελτιώσουν την κατανόησή μας για τον ηλιακό άνεμο και το στεφανιαίο πλάσμα.
Στη συνέχεια, υπάρχει το Integrated Science Investigation of the Sun (ISOIS), το οποίο βασίζεται στα όργανα EPI-Lo και EPI-Hi – Energetic Particle Instruments (EPI). Χρησιμοποιώντας αυτά τα δύο όργανα, το ISOIS θα μετρήσει ηλεκτρόνια, πρωτόνια και ιόντα σε ένα ευρύ φάσμα ενεργειών για να κατανοήσει καλύτερα από πού προέρχονται αυτά τα σωματίδια, πώς επιταχύνθηκαν και πώς κινούνται σε όλο το Ηλιακό Σύστημα.
Εκτός από το ότι είναι το πρώτο διαστημικό σκάφος που εξερεύνησε το στέμμα του Ήλιου, το Parker Solar Probe είναι το πρώτο διαστημικό σκάφος που πήρε το όνομά του από έναν ζωντανό επιστήμονα – τον Eugene Parker, τον φυσικό που πρώτος θεώρησε την ύπαρξη του ηλιακού ανέμου το 1958. Όπως είπε ο Nicola Fox, ο ανιχνευτής επιστήμονας έργου στο JHUAPL, υποδεικνύεται :
«Η εξερεύνηση της κορώνας του Ήλιου με ένα διαστημόπλοιο ήταν μια από τις πιο δύσκολες προκλήσεις για την εξερεύνηση του διαστήματος. Θα μπορέσουμε επιτέλους να απαντήσουμε σε ερωτήσεις σχετικά με το στέμμα και τον ηλιακό άνεμο που έθεσε ο Τζιν Πάρκερ το 1958 – χρησιμοποιώντας ένα διαστημόπλοιο που φέρει το όνομά του – και ανυπομονώ να μάθω ποιες ανακαλύψεις κάνουμε. Η επιστήμη θα είναι αξιοσημείωτη».
Ο Δρ Πάρκερ ήταν σε ετοιμότητα για να παρακολουθήσει την εκτόξευση του διαστημικού σκάφους νωρίς το πρωί. Εκτός από την προηγμένη σειρά επιστημονικών οργάνων του, ο ανιχνευτής φέρει επίσης α πλακέτα που αφιερώνει την αποστολή στον Πάρκερ . Αυτή η πλάκα, η οποία επικολλήθηκε τον Μάιο, περιλαμβάνει ένα απόσπασμα του διάσημου φυσικού - «Ας δούμε τι είναι μπροστά» - και μια κάρτα μνήμης που περιέχει περισσότερα από 1,1 εκατομμύρια ονόματα που υποβλήθηκαν από το κοινό για να ταξιδέψουν με το διαστημόπλοιο στον Ήλιο.
Οι δοκιμές οργάνων θα ξεκινήσουν στις αρχές Σεπτεμβρίου και θα διαρκέσουν περίπου τέσσερις εβδομάδες, μετά τις οποίες το Parker Solar Probe μπορεί να ξεκινήσει επιστημονικές λειτουργίες. Στις 28 Σεπτεμβρίου, θα πραγματοποιήσει την πρώτη του πτήση με την Αφροδίτη και θα εκτελέσει την πρώτη του βοήθεια βαρύτητας με τον πλανήτη μέχρι τις αρχές Οκτωβρίου. Αυτό θα αναγκάσει το διαστημόπλοιο να αναλάβει μια τροχιά 180 ημερών γύρω από τον Ήλιο, η οποία θα το φέρει σε απόσταση περίπου 24 εκατομμυρίων km (15 εκατομμύρια mi).
Στο τέλος, το Parker Solar Probe θα προσπαθήσει να απαντήσει σε πολλά μακροχρόνια μυστήρια για τον Ήλιο. Για παράδειγμα, γιατί το στέμμα του Ήλιου είναι 300 φορές θερμότερο από την επιφάνεια του Ήλιου, τι οδηγεί τον υπερηχητικό ηλιακό άνεμο που διαπερνά ολόκληρο το Ηλιακό Σύστημα και τι επιταχύνει τα ηλιακά ενεργειακά σωματίδια – τα οποία μπορούν να φτάσουν ταχύτητες έως και τη μισή ταχύτητα του φωτός – μακριά από τον ήλιο?
Κοντινή φωτογραφία των κινητήρων του πυραύλου ULA Delta IV Heavy καθώς εκτοξεύεται από τον Πολεμικό Αεροπορικό Σταθμό του Cape Canaveral. Πραγματοποίηση: Glenn Davis
Για εξήντα χρόνια, οι επιστήμονες συλλογίζονταν αυτές τις ερωτήσεις αλλά δεν μπόρεσαν να τις απαντήσουν, καθώς κανένα διαστημικό σκάφος δεν ήταν ικανό να διεισδύσει στο στέμμα του Ήλιου. Χάρη στην πρόοδο στη θερμική μηχανική, το Parker Solar Probe είναι το πρώτο διαστημόπλοιο που θα μπορέσει να «αγγίξει» το πρόσωπο του Ήλιου και να αποκαλύψει τα μυστικά του. Μέχρι τον Δεκέμβριο, το σκάφος θα μεταφέρει τις πρώτες του επιστημονικές παρατηρήσεις πίσω στη Γη.
Ως Andy Driesman, διευθυντής έργου της αποστολής Parker Probe στο Εργαστήριο Εφαρμοσμένης Φυσικής του Πανεπιστημίου Johns Hopkins (JHUAPL), εκφράζεται :
«Η σημερινή παρουσίαση ήταν το αποκορύφωμα έξι δεκαετιών επιστημονικής μελέτης και εκατομμυρίων ωρών προσπάθειας. Τώρα, το Parker Solar Probe λειτουργεί κανονικά και καθ' οδόν για να ξεκινήσει μια επταετή αποστολή ακραίας επιστήμης».
Η κατανόηση της δυναμικής του Ήλιου είναι εγγενής στην κατανόηση της ιστορίας του Ηλιακού Συστήματος και της εμφάνισης της ίδιας της ζωής. Αλλά μέχρι τώρα, καμία αποστολή δεν κατάφερε να πλησιάσει αρκετά τον Ήλιο για να αντιμετωπίσει τα μεγαλύτερα μυστήρια του. Μέχρι να ολοκληρωθεί η αποστολή του Parker Solar Probe, οι επιστήμονες αναμένουν να έχουν μάθει πολλά για τα φαινόμενα που μπορούν να προκαλέσουν ζωή και να τη διαταράξουν!