NASA forbereder sig på at lancere en historisk sonde for at "røre ved solen" - som forskerne håber vil knuse årtier lange mysterier om vores stjerne - i begyndelsen af august.
Missionen, kaldet Parker Solar Probe, vil løbe rundt om solen 24 gange og flyve inden for stjernens million-atmosfære, kaldet korona.
Rumfartøjets skræmmende flyveplan er ikke kun en dristig lark; Det er en nødvendighed at besvare spørgsmål om solen, der har stukket forskere i årtier. I nogle tilfælde vil deres svar påvirke vores liv på Jorden. Men forskere drager også fordel af bekvem adgang til solen for at forstå alle stjerner ved hjælp af proxy.
"Vi er nødt til at gå til koronaen, fordi vi har gjort så meget videnskab ved at se på stjernen," sagde projektforsker Nicola Fox, en solforsker ved Johns Hopkins University, den 20. juli under en NASA-nyhedskonference om den kommende mission. "Vi har set det på hver anden måde, du kan forestille dig, hver bølgelængde; vi har endda rejst ud over Mercury-bane. Men vi er nødt til at komme ind i denne handlingsregion og ind i det område, hvor alle disse mysterier virkelig er forekommende." [Nyt look inde i solens atmosfære giver ledetråde om mystisk solvind]
Løsning af tre mysterier
For det første vil missionen hjælpe forskere med at forstå selve koronaen - især hvordan varme bevæger sig gennem solens atmosfære. Lige nu virker den varmestrøm counterintuitiv: Koronaen kan nå temperaturer omkring 300 gange varmere end solens overflade, på trods af at den er længere væk fra reaktionerne, der styrer stjernen.
"Det er et meget mærkeligt, ukendt miljø for os," sagde Alex Young, en solforsker på NASA, på nyhedskonferencen. "Vi er vant til tanken om, at hvis jeg står ved siden af et lejrbål, og jeg går væk fra det, bliver det køligere - men det er ikke det, der sker på solen."
Sondens anden opgave er at undersøge, hvad forskere kalder solvinden - en oversvømmelse af stærkt ladede partikler, der strømmer ud af solen og krydser hele solsystemet, og danner den boble, der markerer vores område i rummet.
Men forskere arbejder stadig med at prøve at forstå nøjagtigt, hvordan det fungerer, og igen er der noget meget underligt, der sker - solvinden på en eller anden måde fremskynder til supersonisk. "Solvinden går fra en slags jævn brise til en faktisk supersonisk strømning fra koronaen, der går til millioner af kilometer i timen," sagde Young. Forskere håber, at sondens målinger, når den flyver både direkte ind i solvinden og langs dens strøm, vil hjælpe dem med at løse dette mysterium.
Endelig vil sonden undersøge en endnu mere dramatisk konsekvens af at bo i nærheden af vores stjerne, som lejlighedsvis sprænger knob af plasma ud i rummet. "Solen kan sprænge disse enorme klatter af materiale ud - milliarder af tons solatmosfære gevind med magnetisk solfelt, der rejser væk fra solen på millioner af kilometer i timen," sagde Young.
Disse raserianfald forårsager en samling fænomener, som videnskabsmænd kalder pladsvejr, og hvis de er dramatiske nok, kan udbruddene være farlige for astronauter og satellitter i deres vej - og især stærke kan slå ud elnet her på Jorden. Forskere har nogle teknikker til at forudsige rumvækstækvivalenterne for tornadoer og orkaner, men de håber, at missionen vil gøre disse forudsigelser mere præcise.
Og hvis du bare er her for de smukke billeder, skal du ikke bekymre dig; NASA har også arrangeret nogle af dem. Sonden indeholder et kamera, der viser projektforskerne rumfartøjets udsigt, der flyver gennem koronaen. Det vil betyde billeder ikke af solens overflade, men af selve koronaen, med billeder, der mere ligner de, der er produceret på Jorden under en total solformørkelse. [Se solens undvigende Corona vises i Time-Lapse-solformørkelsesvideo]
Forsinket for teknologi
Forskere har kæmpet med disse spørgsmål i årtier, men uden ressourcer til faktisk at nå ud til stjernerne. Til det var de nødt til at vente på teknologi til at gøre Parker Solar Probe til en realitet.
Den vigtigste del af denne teknologi er varmeskjoldet, som de fleste af rumfartøjets instrumenter er afhængige af som beskyttelse mod solens svimlende varme. Det er et underligt formet, beskedent udseende plade af omhyggeligt konstruerede kulstofmaterialer, men det gør sit job: Når temperaturer på forsiden af skjoldet rammer 2.500 grader Fahrenheit (1.370 grader Celsius), er ryggen kun 600 grader F (315 grader C) ) - og instrumenterne i sig selv forbliver på en skånsom 85 ° F (30 ° C).
Rumfartøjets instrumenter vil blive drevet af solcellepaneler, men disse paneler måtte tilpasses til at styre det overvældende input så tæt på solen. "Solceller er nødt til at forblive kølige; de kan ikke lide at overophedes, og hvis de gør det, fungerer de ikke," sagde Fox. Det betød at designe selvkølende paneler, som rumfartøjet selv kan justere, idet de fleste af panelerne trækkes bag varmeskærmen, når det er nødvendigt.
Et tredje vigtigt fremskridt var at sikre, at sonden kunne tage sig af sig selv uden meget menneskeligt input. Sonden vil være på ydersiden af solen under dens nærmeste indflyvning, uden nogen måde at ringe hjem på, hvis noget går galt - og selv når det kan få et signal ud, står det over for en 16-minutters kommunikationsforsinkelse på rundtur.
”Jeg kan godt lide at tænke på hende [Parker] som et uafhængigt rumfartøj,” sagde Fox. "Hun er meget, meget autonom. Hun er nødt til at passe på sig selv, når hun er i dette koronale område; der er ingen person i løkken." Det betyder, at rumfartøjet automatisk kan bestemme, hvornår det skal skiftes sin plads i rummet på grund af hvor meget sol enkelte dele af rumfartøjet modtager. [Touching the Sun: NASA Mission omdøbt 'Parker Solar Probe']
Ser frem til
Parker Solar Probe er i NASAs Kennedy Space Center, pakket og klar til lancering, på trods af små problemer, der forsinker lanceringen med en uge, inklusive tilføjelsen af et andet, sikkerhedskopi af temperatursensorer, efter at det oprindelige sæt skulle betyde, at det ville fungere.
Nu er rumfartøjet klar til at køre. "Vi har gjort alt arbejde, alle kontroller; hun ser til sidst nøjagtigt ud, som jeg forventede, at hun skulle se fra alle de PowerPoint-præsentationer, jeg så for 10 år siden," sagde Fox. "Hun er kneppet op, ser smuk ud og er helt klar til at tage sin flyvning."
Rumfartøjet er nu planlagt til et startvindue, der åbnes den 6. august kl. 04:08 EDT (0808 GMT) og lukker den 19. august. Det forlader Jorden ombord på en United Launch Alliance Delta IV-raket med to etaper, og en tredje trin i acceleration udløses i rummet.
Al den kraft er nødvendig for at indstille rumfartøjets vej mod solen. ”Vi er nødt til at gå så hurtigt, fordi vi er nødt til at miste indflydelsen fra Jorden,” sagde Fox. "Vi vil ikke rejse rundt med Jorden; vi vil være i stand til at gå ind mod solen."
Når rumfartøjet er sluppet væk fra Jordens træk, vil det flyve mod Venus og sløjfe planeten omkring seks uger efter lanceringen for at bremse og komme hjem i solen. Derefter går det mod solen. Sonden vil lave 24 kredsløb rundt om solen, blandet med seks yderligere justeringer, der bruger Venus 'indflydelse til at tømme sonden tættere på stjernen.
Banerne er formet som blomsterblade, hvor sonden samler det meste af sine data i 11-dages spurts, mens det er inden for en fjerdedel af afstanden til Jorden, hvorefter de sendes disse oplysninger hjem i den fjerne del af sin løkke. Under sin nærmeste tilgang vil sonden flyve kun 3,83 millioner miles (6 millioner kilometer) over soloverfladen med en hastighed på 430.000 km / h (700.000 km / t), hvilket vil gøre det til den hurtigste menneskeskabte genstand.
Endelig, syv år efter lanceringen, vil rumfartøjet løbe tør for det brændstof, det bruger til at justere sin krop og holde følsomme instrumenter ude af brunst fra solens varme. Og det vil være begyndelsen på slutningen for Parker Solar Probe.
"På det tidspunkt vil dele af kroppen, der ikke er designet til at se det fulde solmiljø, se det, rumfartøjet vil begynde at gå i stykker, og så bliver det gradvist og gradvist mindre," sagde Fox. "Jeg kan godt lide romantisk at tro, at hun bliver en del af koronaen og kredser om solen for evigt."
