На фона на ежедневните новини за това как друга частна космическа компания изстреля първата си (втора, трета и така нататък) ракета, взе товар на МКС, подготвя се да открие сезона на космическия туризъм и също така прави планове за колонизиране на най-близките съседни планети, новини от големите държавни космически агенции някак започват да се губят. Междувременно припомняме, че аерокосмическата агенция НАСА започна много амбициозна мисия за изследване на Слънцето.
На 12 август 2018 г. от военновъздушната база на САЩ на нос Канаверал във Флорида е изстреляна ракета Delta IV Heavy. Товарът е соларна сонда „Паркър“, чиято задача е да преодолее близо 150 милиона километра космическо пространство и да се срещне със Слънцето. Паркър ще трябва да се доближи до звездата, тъй като никой космически кораб никога не е стигнал до нея. По пътя към Слънцето сондата ще извърши няколко гравитационни маневри около Венера, ставайки, според прогнозите на НАСА, най-бързият създаден от човека обект в космоса. Днес ще говорим за 10-те най-интересни факта, свързани с тази мисия.
Докоснете слънцето
Соларната сонда Parker е натоварена с мисия, която никой космически кораб, създаден от човека, не би могъл да извърши преди. Той ще изучава външната атмосфера на Слънцето. Така наречената корона. За да направи това, той ще се доближи до звездата на разстояние от 6,2 милиона километра, всъщност „докосва“външния слой на нейната атмосфера. Устройството ще се занимава не само с разрешаването на мистериите на звездата, но и ще добави към нашите знания как Слънцето влияе върху магнитосферата на нашата планета. Значението на тази мисия трудно може да бъде надценено, тъй като технологиите стават все по-широко разпространени, които по един или друг начин се влияят от дейността на нашата Светилница. Възможно е тази мисия да увеличи способността ни да изучаваме Слънчевата система като цяло.
50 години подготовка
Промоционално видео:
Стартирането на сондата през август 2018 г. беше кулминацията на повече от 50 години развитие и планиране на тази космическа мисия. Научната общност установи, че температурата на слънчевата корона може да достигне милион градуса по Целзий през 40-те години на миналия век. Потвърждение за съществуването на така наречения слънчев вятър (силно заредени йонизирани плазмени частици, изхвърлени от короната), се е случило през 60-те години. Учените все още не могат да разберат защо температурата на слънчевата корона е много по-висока от температурата на повърхността на звездата. Освен това не е ясно какво точно ускорява частиците на слънчевия вятър. Отговорите на тези въпроси могат да се получат само чрез директен контакт със слънчевата корона, казват изследователите.
Идеята за провеждане на подобно проучване е предложена за първи път през 1958 г. Оттогава няколко космически кораба се приближиха до Слънцето, но никой от тях не се приближи до звездата толкова близо, колкото беше предвидено да направи соларната сонда на Паркър.
Първият космически кораб на НАСА, кръстен на жив човек
Аерокосмическата агенция НАСА даде на своя космически кораб най-различни имена, но нито едно от тях не беше кръстено на все още жив човек. Соларната сонда Parker е кръстена на астрофизика Юджийн Паркър, който предсказа съществуването на слънчевия вятър през 1958 г.
През 50-те години Паркър разработва сложна теория за това как звездите дават енергия. Той въведе концепцията за „слънчев вятър“, за да опише каскадните емисии на енергия от Слънцето и дори предложи теория, обясняваща причината за по-високата температура на слънчевата корона в сравнение с повърхността на звездата. Освен това астрофизикът разгледа модел на външната атмосфера на Слънцето с постоянен излив на материя от короната и показа, че скоростта на слънчевия вятър нараства с разстояние от Слънцето, достигайки свръхзвукови стойности. Ученият също анализира ефекта на разширяващата се корона върху магнитното поле в близост до Слънцето и установи, че полето трябва да е спирално, поради въртенето на Слънцето. Заключенията му относно скоростта на слънчевия вятър и спиралната структура на слънчевото магнитно поле впоследствие са потвърдени с помощта на космически кораби. Сега Паркър е на 91 години. Въпреки възрастта си, на 12 август, в деня на старта на сондата, астрофизикът присъства на мястото на изстрелване.
слънчев вятър
Основните научни цели на мисията като цяло се фокусират около тайните, свързани със слънчевия вятър. Поривите, генерирани вътре в короната, могат да достигнат скорост от 1,6 милиона километра в час. Учените от НАСА се надяват да разберат защо слънчевата корона е толкова гореща и какво точно ускорява слънчевия вятър. Тези неща не могат да се разберат, без да се намерят механизмите, отговорни за тези процеси в близост до източника.
Слънцето е много трудно да се достигне
Всъщност отиването до Слънцето изисква 55 пъти повече енергия, отколкото да отидете на Марс. Първо, разстоянието от Земята до нашата звезда е около 150 милиона километра. Но разстоянието не е единственият проблем тук. Основният проблем тук е така наречената странична скорост, тоест скоростта спрямо желания вектор на движение.
За да се разбере принципът на страничната скорост, е необходимо да се разбере как телата се движат по орбитите. Всъщност всички обекти в орбитата на Слънцето падат върху звездата безкрайно. Страничната скорост обаче не им позволява да падат, тъй като всъщност изпреварват тялото, върху което падат. Земята се движи около Слънцето със скорост 108 000 километра в час. В резултат на това, когато космическият кораб напусне орбитата на Земята, той ще се придвижи напред в космоса и ще започне да пада върху Слънцето, но постоянно ще пропуска, тъй като страничната му скорост ще остане. За да стигнете до звездата, устройството просто трябва да падне.
За да реши проблема с страничната скорост, НАСА планира да използва гравитационни помощни маневри около Венера. Те ще позволят почти напълно да гасят този индикатор, но в същото време ще увеличат максималната скорост на движение на соларната сонда Parker, която в своя пик може да достигне до 200 километра в секунда.
Гравитационни маневри около Венера
За да се доближи максимално до Слънцето, соларната сонда Parker ще трябва да извърши няколко гравитационни асистиращи маневри около Венера през следващите 7 години.
След първия полет на Венера, сондата ще влезе в елиптична орбита с период от 150 дни (2/3 от периода на Венера), като прави 3 орбита, когато Венера прави 2. След втората муха, периодът ще намалее до 130 дни. За по-малко от 2 орбити (198 дни) космическият кораб ще срещне Венера за трети път. Това ще съкрати периода до половината от този на Венера (112,5 дни). За четвъртата среща периодът вече ще е 102 дни. След 237 дни сондата ще срещне Венера за пети път, а периодът на въртене ще бъде намален до 96 дни (3/7 от Венера). Апаратът в този момент вече ще направи 7 оборота, когато Венера ще направи само 3. Шестата среща ще се проведе почти две години след предишната и ще съкрати периода до 92 дни (2/5 от Венецианския). След още пет оборота около Слънцето сондата ще срещне Венера за седми и последен път, което ще намали периода до 88-89 дни.което ви позволява да се приближите още по-близо до слънцето.
Най-бързият космически кораб в човешката история
Благодарение на няколко гравитационни асистиращи маневри около Венера космическият кораб в крайна сметка ще може да достигне скорост от 692 000 километра в час, по-бърза от която и да е друга космическа сонда, изградена от човека.
В този момент най-бързият космически кораб е сондата "Juno", предназначена за изучаване на Юпитер. Сегашната му скорост е около 266 хиляди километра в час. Скоростта на космическия кораб "Вояджър 1", изстрелян да завладее междузвездното пространство в края на 70-те години и да напусне Слънчевата система 35 години по-късно, е приблизително 61 000 километра в час. Максималната скорост на соларната сонда Parker ще се удвои повече от тази на Juno и 11 пъти по-голяма от тази на Voyager 1.
Топлинен щит
Топлинният щит на сондата е също толкова впечатляващ, колкото и максималната му скорост. Размерът на слънчевия щит, разположен в предната част на апарата, е 2,4 метра в диаметър. Той е проектиран да отразява екстремната топлина от научното оборудване на сондата. Екранът е с дебелина 11,5 сантиметра. Състои се от въглеродна композитна пяна, запечатана между две въглеродни плочи. Предната плоча, обърната към слънцето, е покрита със специална бяла керамична боя, която отразява топлината възможно най-ефективно. Използваните материали направиха щита доста лек. Теглото му е едва 73 килограма.
В космоса температурата може да бъде хиляди градуса, но определен обект няма да се нагрява, тъй като температурата се определя от скоростта на частиците, докато топлината се измерва от общото количество енергия, която носят. Частиците могат да се движат бързо (висока температура), но ако има малко от тях, тогава ще има малко енергия (малко топлина). В пространството има малко частици, така че малко от тях са в състояние да прехвърлят енергия към апарата.
Най-автономният космически кораб
Едно от обясненията за ефективността на топлинния щит се крие в много „интелигентния“софтуер, който управлява космическия кораб. Когато сондата е близо до Слънцето, връзката между нея и Земята ще бъде едностранно прекъсната на всеки 8 минути. През това време сондата ще може независимо да извърши необходимите корекции само за 10 секунди.
Създателите на сондата въведоха в нейния софтуер абсолютно всички възможни сценарии на развитието на събития, които биха могли да си представят, така че устройството е в състояние самостоятелно да променя ъгъла на наклон и завъртане на защитния екран, ако е необходимо.
Никола Фокс, научен сътрудник по проекта за соларна сонда „Паркър“, нарича плавателния съд „най-автономният космически кораб, правен някога от човека“.
Уникален товар
През март тази година НАСА покани обществеността да участва в акция, в която имената на стотици хиляди участници ще бъдат поставени на възпоменателна плоча и изпратени до Слънцето заедно със сонда. Един от участниците беше Уилям Шатнър, актьорът, който играе капитан Кърк в епичната „Стар Трек“. Общо повече от 1,1 милиона души са изпратили заявки за добавяне на името си на табелката към НАСА.
„Това е може би една от най-амбициозните и крайни разузнавателни мисии в човешката история. В допълнение, космическият кораб ще носи толкова имена на хора, колкото те поддържат мисията “, заяви изследователят на програмата Никола Фокс.
Николай Хижняк