Mot bakgrund av dagliga nyheter om hur ett annat privat rymdföretag lanserade sin första (andra, tredje, osv.) Raket, transporterade last till ISS, förbereder sig för att öppna rymdturismsäsongen och planerar också att kolonisera de närmaste angränsande planeterna, nyheter från de stora statliga rymdorganisationerna börjar på något sätt gå vilse. Under tiden minns vi att NASA: s flygindustri har lanserat ett mycket ambitiöst uppdrag att utforska solen.
Den 12 augusti 2018 sjösattes en Delta IV Heavy raket från US Air Force Base vid Cape Canaveral i Florida. Lasten är en solsond "Parker", vars uppgift är att övervinna nästan 150 miljoner kilometer yttre rymd och delta i solen. Parker kommer att behöva komma så nära stjärnan som inget rymdfarkoster någonsin har kommit till den. På vägen till solen kommer sonden att genomföra flera gravitationsmanövrer runt Venus och blir, enligt NASA: s prognoser, det snabbaste av människan skapade objektet i rymden. Idag kommer vi att prata om de tio mest intressanta fakta relaterade till detta uppdrag.
Rör vid solen
Parker Solar Probe har i uppdrag att inget mänskligt rymdskepp kunde ha åstadkommit tidigare. Han studerar solens yttre atmosfär. Den så kallade kronan. För att göra detta kommer han att komma nära stjärnan på ett avstånd av 6,2 miljoner kilometer, i själva verket "beröra" det yttre lagret i atmosfären. Enheten kommer inte bara att lösa stjärnans mysterier utan kommer också att öka vår kunskap om hur solen påverkar magnetosfären på vår planet. Vikten av detta uppdrag kan knappast överskattas, eftersom teknologier blir mer och mer utbredda, som på ett eller annat sätt påverkas av vår Luminarys aktivitet. Det är möjligt att detta uppdrag kommer att öka vår förmåga att studera solsystemet som helhet.
50 års förberedelse
Kampanjvideo:
Lanseringen av sonden i augusti 2018 var kulminationen på mer än 50 års utveckling och planering för detta rymduppdrag. Det vetenskapliga samhället fick reda på att temperaturen på solkorona kan nå en miljon grader Celsius tillbaka på 40-talet av förra seklet. Bekräftelsen av förekomsten av den så kallade solvinden (mycket laddade joniserade plasmapartiklar som kastades ut av korona) ägde rum på 60-talet. Forskare kan dock fortfarande inte förstå varför temperaturen på solens korona är mycket högre än temperaturen på stjärnans yta. Dessutom är det inte klart vad exakt påskyndar partiklarna i solvinden. Svaren på dessa frågor kan endast erhållas genom direktkontakt med solkoronen, säger forskarna.
Idén att genomföra en sådan studie föreslogs först 1958. Sedan dess har flera rymdfarkoster närmade sig solen, men ingen av dem har närmade sig stjärnan så nära som förutsagt att göra Parkers solsond.
NASAs första rymdskepp uppkallad efter en levande person
NASA: s rymdbyrå har gett sitt rymdskepp en mängd olika namn, men ingen av dem har fått sitt namn efter en fortfarande levande person. Parker Solar Probe är uppkallad efter astrofysiker Eugene Parker, som förutspådde existensen av solvinden 1958.
Under 1950-talet utvecklade Parker en komplex teori om hur stjärnor ger upp sin energi. Han introducerade konceptet "solvind" för att beskriva de övergripande utsläppen av energi från solen och föreslog till och med en teori som förklarade orsaken till den högre temperaturen i solkorona jämfört med stjärnans yta. Dessutom betraktade astrofysiker en modell av solens yttre atmosfär med ett konstant materialflöde från korona och visade att solvindhastigheten ökar med avståndet från solen och når supersoniska värden. Forskaren analyserade också effekten av den expanderande koronaen på magnetfältet i närheten av solen och fann att fältet måste vara spiral på grund av solens rotation. Hans slutsatser om solvindens hastighet och det magnetiska solfältets spiralstruktur bekräftades därefter med hjälp av rymdskepp. Parker är nu 91 år gammal. Trots sin ålder, den 12 augusti, dagen för sondens lansering, var astrofysiker närvarande vid lanseringskomplexet.
solig vind
Uppdragets huvudsakliga vetenskapliga mål kommer generellt att centrera kring hemligheterna i samband med solvinden. Vindar som genereras inuti kronan kan nå hastigheter på 1,6 miljoner kilometer i timmen. NASA-forskare hoppas kunna ta reda på varför solkorona är så varm och vad som exakt påskyndar solvinden. Dessa saker kan inte räknas ut utan att hitta de mekanismer som är ansvariga för dessa processer nära källan.
Solen är mycket svår att nå
Att gå till solen kräver faktiskt 55 gånger mer energi än att gå till Mars. För det första är avståndet från Jorden till vår stjärna cirka 150 miljoner kilometer. Men avstånd är inte det enda problemet här. Huvudproblemet här är den så kallade laterala hastigheten, det vill säga hastigheten relativt den önskade rörelsesvektorn.
För att förstå principen om lateral hastighet är det nödvändigt att förstå hur kroppar rör sig i banor. Faktum är att alla föremål i solens bana faller oändligt på stjärnan. Men sidohastigheten tillåter dem inte att falla, eftersom de faktiskt går över kroppen de faller på. Jorden rör sig runt solen med en hastighet av 108 000 kilometer i timmen. Som ett resultat, när rymdskeppet lämnar jordens omloppsbana, kommer det att röra sig framåt i rymden och börja falla på solen, men det kommer ständigt att missa, eftersom dess laterala hastighetsindikator kommer att bevaras. För att komma till stjärnan behöver enheten helt enkelt falla.
För att ta itu med frågan om lateral hastighet planerar NASA att använda manövrar för gravitationstjänster runt Venus. De kommer att göra det möjligt att nästan fullständigt släcka denna indikator, men samtidigt kommer de att öka den maximala rörelseshastigheten för Parker Solar Probe, som på sin topp kan vara upp till 200 kilometer per sekund.
Gravitationsmanöver runt Venus
För att komma så nära solen som möjligt måste Parker Solar Probe utföra flera manövrer med tyngdkraft runt Venus under de kommande sju åren.
Efter den första flyby av Venus kommer sonden att gå in i en elliptisk bana med en period av 150 dagar (2/3 av Venus period), vilket gör 3 banor när Venus gör 2. Efter den andra flyby kommer perioden att minska till 130 dagar. På mindre än 2 banor (198 dagar) möter rymdskeppet Venus för tredje gången. Detta kommer att förkorta perioden till hälften av Venus (112,5 dagar). För det fjärde mötet kommer perioden redan att vara 102 dagar. Efter 237 dagar möter sonden Venus för femte gången och rotationsperioden reduceras till 96 dagar (3/7 av Venus). Apparaten för tillfället kommer redan att göra sju varv, när Venus bara kommer att göra 3. Det sjätte mötet kommer att äga rum nästan två år efter det föregående och kommer att förkorta perioden till 92 dagar (2/5 av Venusian). Efter ytterligare fem varv runt solen möter sonden Venus för sjunde och sista gången, vilket kommer att reducera perioden till 88-89 dagar.så att du kan komma ännu närmare solen.
Det snabbaste rymdskeppet i mänsklig historia
Tack vare flera gravitationstjänstmanövrar runt Venus kommer rymdskeppet så småningom att kunna nå hastigheter på 692 000 kilometer i timmen, snabbare än någon annan rymdsond som byggts av människan.
Vid denna tidpunkt är den snabbaste rymdfarkosten sonden "Juno", utformad för att studera Jupiter. Dess nuvarande hastighet är cirka 266 tusen kilometer i timmen. Hastigheten på rymdskeppet Voyager 1, som sjösattes för att erövra interstellarutrymme i slutet av 1970-talet och lämna solsystemet 35 år senare, är cirka 61 000 kilometer i timmen. Parker Solar Probes maximala hastighet kommer att fördubblas mer än för Juno och 11 gånger Voyager 1.
Värmesköld
Sondens värmesköld är lika imponerande som dess topphastighet. Storleken på solskyddet som ligger på framsidan av apparaten är 2,4 meter i diameter. Den är utformad för att reflektera extrem värme från sondens vetenskapliga utrustning. Skärmen är 11,5 centimeter tjock. Det består av kolkompositskum som är klamrat mellan två kolplattor. Den främre plattan mot solen är täckt med en speciell vit keramisk färg som reflekterar värme så effektivt som möjligt. Materialen som användes gjorde skölden ganska lätt. Dess vikt är bara 73 kg.
I rymden kan temperaturen vara tusentals grader, men ett speciellt objekt kommer inte att värmas upp eftersom temperaturen bestäms av partiklarnas hastighet, medan värme mäts av den totala energimängden de bär. Partiklar kan röra sig snabbt (hög temperatur), men om det är få av dem kommer det att finnas lite energi (lite värme). Det finns få partiklar i rymden, så få av dem kan överföra energi till apparaten.
Det mest autonoma rymdskeppet
En förklaring till värmesköldens effektivitet ligger i den mycket "smarta" programvaran som styr rymdskeppet. När sonden är nära solen kommer sambandet mellan den och jorden att avbrytas ensidigt var 8: e minut. Under denna tid kan sonden självständigt göra nödvändiga justeringar på bara 10 sekunder.
Skaparna av sonden introducerade i sin programvara absolut alla möjliga scenarier för utvecklingen av händelser som de kunde föreställa sig, så enheten kan självständigt ändra lutnings- och rotationsvinkeln för skyddsskärmen vid behov.
Nicola Fox, en forskningsassistent för Parker Solar Probe Project, kallar hantverket "det mest autonoma rymdskepp som någonsin har gjorts av människan."
Unik last
I mars i år bjöd NASA allmänheten att delta i en åtgärd där namnen på hundratusentals deltagare kommer att placeras på en minnesplatta och skickas till solen tillsammans med en sond. En av deltagarna var William Shatner, skådespelaren som spelade Captain Kirk i det episka Star Trek. Totalt har mer än 1,1 miljoner människor skickat förfrågningar om att lägga till sitt namn på typskylten till NASA.
”Detta är kanske ett av de mest ambitiösa och extrema intelligensuppdragen i mänsklig historia. Dessutom kommer rymdskeppet att ha så många namn på människor som de stöder uppdraget,”säger programforskaren Nicola Fox.
Nikolay Khizhnyak
