Η αποστολή Parker Solar Probe θα είναι η πρώτη επίσκεψη της ανθρωπότητας σε ένα άστρο

Η ιστορική αποστολή Parker Solar Probe της NASA θα φέρει επανάσταση στην κατανόηση του ήλιου, όπου οι εκεί μεταβαλλόμενες συνθήκες μπορούν να διαδοθούν στο ηλιακό σύστημα, επηρεάζοντας τη Γη και τους άλλους κόσμους (πλανήτες και φεγγάρια). Η διαστημοσυσκευή Parker Solar Probe θα ταξιδέψει μέσα από την ατμόσφαιρα του ήλιου, πιο κοντά στην επιφάνεια του από οποιοδήποτε άλλο διαστημικό σκάφος πριν από αυτό, αντιμετωπίζοντας μία υπερβολική θερμότητα και συνθήκες ακτινοβολίας – αλλά τελικά δίνοντας στην ανθρωπότητα τις πλησιέστερες παρατηρήσεις ενός αστέρα. Το ταξίδι στον ήλιο προγραμματίζεται στο παράθυρο εκτόξευσης: 31 Ιουλίου – 19 Αυγούστου 2018 από το διαστημικό κέντρο Κέννεντι στη Φλόριντα.

 

Καλλιτεχνική απεικόνιση του Ηλιακού Ανιχνευτή Parker με φόντο τον Ήλιο την ώρα που το άστρο εκδηλώνει εκλάμψεις

Το αρχικό όνομα του σκάφους ήταν Ηλιακός Εξερευνητής (Solar Probe Plus), αλλά μετονομάστηκε στην πορεία, παίρνοντας το όνομα του 91χρονου σήμερα Eugene Parker, που έχει προσφέρει πολλά στην αστρονομία, ειδικά στη μελέτη του ηλιακού ανέμου και του ηλιακού στέμματος. Είναι μάλιστα η πρώτη φορά που η NASA δίνει σε σκάφος της όνομα ενός εν ζωή επιστήμονα.

 

Πετώντας στο εξώτατο μέρος της ατμόσφαιρας του ήλιου, γνωστό ως κορώνα ή στέμμα, για πρώτη φορά το Parker Solar Probe θα χρησιμοποιήσει έναν συνδυασμό επί τόπου μετρήσεων και απεικόνισης για να κατανοήσουμε καλύτερα την κορώνα, αλλά και να αυξήσει τις γνώσεις μας για την προέλευση και την εξέλιξη του ηλιακού άνεμου. Επίσης, θα συμβάλει αποφασιστικά στην ικανότητά μας να προβλέπουμε αλλαγές στο διαστημικό περιβάλλον της Γης που επηρεάζουν τη ζωή και την τεχνολογία πάνω σε αυτήν.

 

Ο Ήλιος επηρεάζει τη Γη και με λιγότερο εμφανείς τρόπους. Διαταραχές στον ηλιακό άνεμο μεταβάλλουν τη μορφή του γήινου μαγνητικού πεδίου και εισάγουν ενέργεια στις ραδιενεργές ζώνες γύρω από τον πλανήτη (ζώνες Van Allen), φαινόμενα που αποτελούν μέρος αυτού που αποκαλείται διαστημικός καιρός. Ο διαστημικός καιρός μπορεί να μεταβάλει την τροχιά δορυφόρων, να μειώσει τον ωφέλιμο χρόνο ζωής τους και να επιδράσει στα ηλεκτρονικά τους συστήματα. Ο ηλιακός άνεμος γεμίζει όλο το πλανητικό σύστημα καθώς απομακρύνεται από τον Ήλιο. Η βαθύτερη κατανόηση αυτού του διαστημικού περιβάλλοντος είναι σημαντική για τις μη επανδρωμένες διαπλανητικές αποστολές και γίνεται κρίσιμης σημασίας ενόψει σχεδιαζόμενων επανδρωμένων αποστολών σε άλλους πλανήτες (στον Άρη).

 

Ακραία Εξερεύνηση

 

Στην πλησιέστερη προσέγγιση με τον Ήλιο, το Parker Solar Probe θα κινείται με ταχύτητα, περίπου, 700.000 km/h.  Επίσης, το μπροστινό μέρος της ηλιακής ασπίδας του Parker Solar Probe θα αντιμετωπίζει θερμοκρασίες που πλησιάζουν τους 1.377 βαθμούς Κελσίου. Όμως το ωφέλιμο φορτίο του διαστημικού οχήματος στο εσωτερικό θα είναι κοντά στη θερμοκρασία δωματίου.

 

Στις τελευταίες τρεις τροχιές, το Parker Solar Probe θα πετάει σε απόσταση 6 εκατομμυρίων χιλιομέτρων από την επιφάνεια του ήλιου – περισσότερο από επτά φορές πιο κοντά από ότι έφτασε η διαστημοσυσκευή Helios 2, η οποία βρέθηκε σε απόσταση 45 εκατομμύρια χιλιόμετρα το 1976 και περισσότερο από 10 φορές πιο κοντά από ότι ο Ερμής, που είναι περίπου 65 εκατομμύρια χιλιόμετρα από τον ήλιο.

 

Το Parker Solar Probe θα πραγματοποιήσει τις επιστημονικές του έρευνες σε μια επικίνδυνη περιοχή έντονης θερμότητας και ηλιακής ακτινοβολίας. Το διαστημικό σκάφος θα πετάξει αρκετά κοντά στον ήλιο για να παρακολουθήσει την επιτάχυνση του ηλιακού ανέμου από υποηχητική έως υπερηχητική και θα πετάξει μέσα από την γενέτειρα των ηλιακών σωματιδίων με την υψηλότερη ενέργεια.

Για να πραγματοποιηθούν αυτές οι πρωτοφανείς έρευνες, τα διαστημικά οχήματα και τα όργανα θα προστατευθούν από τη θερμότητα του ήλιου με μια σύνθετη ασπίδα άνθρακα πάχους 11,43 cm, η οποία θα πρέπει να αντέχει σε θερμοκρασίες έξω από το διαστημόπλοιο που φθάνουν σχεδόν στους 1.500 C .

 

Η Επιστήμη του Ήλιου

• Οι κύριοι στόχοι της επιστήμης για την αποστολή είναι να εντοπίσουν πώς η ενέργεια και η θερμότητα μετακινούνται μέσω της ηλιακής κορώνας (στέμματος) και να διερευνήσουν τι είναι αυτό που επιταχύνει τον ηλιακό άνεμο καθώς και τα ηλιακά σωματίδια με μεγάλη ενέργεια. Οι επιστήμονες αναζητούν αυτές τις απαντήσεις για πάνω από 60 χρόνια τώρα, αλλά η έρευνα απαιτεί την αποστολή ενός καθετήρα μέσα από την καυτή περιοχή των 1400 βαθμών Κελσίου της κορώνας. Σήμερα, είναι τελικά εφικτό μετά τις τελευταίες εξελίξεις της θερμικής τεχνολογίας που μπορεί να προστατεύσει την αποστολή στο επικίνδυνο ταξίδι της. Το Parker Solar Probe θα φέρει τέσσερις σουίτες οργάνων σχεδιασμένες να μελετούν μαγνητικά πεδία, το πλάσμα και τα σωματίδια με την ιδιαίτερη ενέργεια, όπως και να απεικονίζουν τον ηλιακό άνεμο.
• Το Parker Solar Probe αποτελεί μέρος του προγράμματος Living With a Star της NASA για τη διερεύνηση πτυχές του ηλιακού συστήματος που επηρεάζουν άμεσα τη ζωή και την κοινωνία. Το Πρόγραμμα Living With a Star διοικείται από το Κέντρο Διαστημικών Πτήσεων Goddard. Το δε Εργαστήριο Εφαρμοσμένης Φυσικής APL του Πανεπιστημίου Johns Hopkins στο Maryland, διαχειρίζεται την αποστολή της NASA. Το APL σχεδιάζει και κατασκευάζει το διαστημικό σκάφος και θα το λειτουργήσει.
• Ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος (ESA) σχεδιάζει τη δική του αποστολή στον Ήλιο, το σκάφος Solar Orbiter, που προγραμματίζεται να εκτοξευθεί το Φεβρουάριο του 2019.

Γιατί μελετάμε τον ήλιο και τον ηλιακό άνεμο;

• Ο ήλιος είναι το μόνο αστέρι που μπορούμε να μελετήσουμε από κοντά. Μελετώντας αυτό το αστέρι με τον οποίο ζούμε, μαθαίνουμε περισσότερα για τα αστέρια σε όλο το σύμπαν. Είναι επίσης μια πηγή φωτός και θερμότητας για τη ζωή στη Γη. Όσο περισσότερο γνωρίζουμε γι ‘αυτό, τόσο περισσότερο μπορούμε να κατανοήσουμε πώς αναπτύχθηκε η ζωή στη Γη.
• Ο ήλιος επηρεάζει επίσης τη Γη με λιγότερο εξοικειωμένους τρόπους. Είναι η πηγή του ηλιακού ανέμου. μια ροή ιονισμένων αερίων από τον ήλιο που ρέει από τη Γη με ταχύτητες άνω των 500 χλμ. ανά δευτερόλεπτο.
• Οι διαταραχές στον ηλιακό άνεμο αλλάζουν το προστατευτικό μαγνητικό πεδίο της Γης και φέρουν αλλαγές στο διάστημα κοντά στη Γη, γνωστές ως διαστημικές καιρικές συνθήκες.
• Το κλίμα του διαστήματος μπορεί να αλλάξει τις τροχιές των δορυφόρων, να συντομεύσει τη διάρκεια ζωής τους ή να επηρεάσει τα ηλεκτρονικά συστήματα. Όσο περισσότερο μαθαίνουμε για το τι προκαλεί το διαστημικό κλίμα – και πώς να το προβλέψουμε – τόσο περισσότερο μπορούμε να προστατεύσουμε τους δορυφόρους από τους οποίους εξαρτόμαστε
• Ο ηλιακός άνεμος γεμίζει επίσης ένα μεγάλο μέρος του ηλιακού συστήματος, κυριαρχώντας στο χώρο του διαστήματος πολύ πέρα ​​από τη Γη. Καθώς στέλνουμε τα διαστημόπλοια και τους αστροναύτες μακρύτερα από τη Γη, πρέπει να κατανοήσουμε αυτό το διαστημικό περιβάλλον, όπως ακριβώς και οι πρώτοι ναυτικοί χρειάζονταν να κατανοήσουν τον ωκεανό.