تستعد وكالة ناسا لإطلاق مسبار تاريخي من أجل "لمس الشمس" - يأمل العلماء في كسر الألغاز التي دامت عقودًا حول نجمنا - في أوائل أغسطس.
ستدور المهمة ، المسماة مسبار باركر الشمسي ، حول الشمس 24 مرة ، وتطير في جو النجم الذي يبلغ مليون درجة ، وتسمى الهالة.
إن خطة رحلة المركبة الفضائية الرهيبة ليست مجرد قبرة جريئة ؛ من الضروري الإجابة عن أسئلة حول الشمس التي أزعجت العلماء لعقود. في بعض الحالات ، ستؤثر إجاباتهم على حياتنا على الأرض. لكن العلماء يستفيدون أيضًا من الوصول السهل إلى الشمس لفهم جميع النجوم بالوكالة.
وقالت عالمة المشروع نيكولا فوكس ، عالمة الطاقة الشمسية في جامعة جونز هوبكنز ، في 20 يوليو خلال مؤتمر صحفي لوكالة ناسا حول المهمة القادمة: "نحتاج إلى الذهاب إلى الهالة لأننا قمنا بالكثير من العلوم من خلال النظر إلى النجم". "لقد نظرنا إليها في كل طريقة مختلفة يمكنك أن تتخيلها ، وكل طول موجي ؛ لقد سافرنا إلى ما وراء مدار عطارد. لكننا نحتاج إلى الدخول إلى منطقة العمل هذه وفي المنطقة حيث كل هذه الألغاز حقًا تحدث." [نظرة جديدة داخل العائد على الغلاف الجوي للشمس أدلة حول الرياح الشمسية الغامضة]
حل ثلاثة ألغاز
أولاً ، ستساعد المهمة العلماء على فهم الهالة نفسها - على وجه الخصوص ، كيف تتحرك الحرارة عبر الغلاف الجوي للشمس. في الوقت الحالي ، يبدو أن تدفق الحرارة هذا غير بديهي: يمكن أن تصل الإكليل إلى درجات حرارة تصل إلى 300 مرة أكثر حرارة من سطح الشمس ، على الرغم من كونها بعيدة جدًا عن التفاعلات التي تشغل النجم.
وقال أليكس يونغ ، عالم الطاقة الشمسية في وكالة ناسا خلال المؤتمر الصحفي: "إنها بيئة غريبة للغاية وغير مألوفة بالنسبة لنا". "لقد اعتدنا على فكرة أنه إذا كنت أقف بجوار نار المعسكر وخرجت منه ، فإن الجو يصبح أكثر برودة - ولكن هذا ليس ما يحدث في الشمس."
المهمة الثانية للمسبار هي دراسة ما يسميه العلماء الريح الشمسية - فيض من الجسيمات المشحونة للغاية التي تتدفق من الشمس وتعبر النظام الشمسي بأكمله ، وتشكل الفقاعة التي تحدد جوارنا في الفضاء.
لكن العلماء لا يزالون يعملون على محاولة فهم كيفية عملها بالضبط ، ومرة أخرى ، هناك شيء غريب جدًا يحدث - الرياح الشمسية تسرع بطريقة ما إلى سرعة تفوق سرعة الصوت. قال يونغ: "تتحول الرياح الشمسية من نسيم ثابت إلى تدفق أسرع من الصوت الفعلي من الهالة إلى ملايين الأميال في الساعة". يأمل العلماء أن تساعد قياسات المسبار أثناء تحليقه مباشرة في الرياح الشمسية وعلى طول تياره على حل هذا اللغز.
أخيرًا ، سيحقق المسبار في نتيجة أكثر دراماتيكية للعيش بالقرب من نجمنا ، والتي أحيانًا تجرح عقدة من البلازما في الفضاء. قال يونغ: "يمكن للشمس أن تنفجر هذه النقط الضخمة من المواد - مليارات الأطنان من الغلاف الجوي الشمسي الملولبة بحقل مغناطيسي شمسي ينتقل بعيدًا عن الشمس بملايين الأميال في الساعة".
تتسبب نوبات الغضب هذه في مجموعة من الظواهر التي يطلق عليها العلماء طقس الفضاء ، وإذا كانت دراماتيكية بما يكفي ، يمكن أن تكون الانفجارات خطرة على رواد الفضاء والأقمار الصناعية في طريقهم - وخاصة تلك القوية يمكن أن تدق شبكات الكهرباء هنا على الأرض. يمتلك العلماء بعض التقنيات للتنبؤ بالمعادل في طقس الفضاء للأعاصير والأعاصير ، لكنهم يأملون في أن تجعل المهمة هذه التنبؤات أكثر دقة.
وإذا كنت هنا فقط من أجل الصور الجميلة ، فلا تقلق ؛ وقد رتبت وكالة ناسا لبعض هؤلاء أيضًا. يحتوي المسبار على كاميرا ستظهر لعلماء المشروع وجهة نظر المركبة الفضائية وهي تحلق عبر الاكليل. سيعني ذلك صورًا ليس لسطح الشمس بل لصور الاكليل نفسها ، مع صور تشبه إلى حد كبير تلك التي تم إنتاجها على الأرض خلال كسوف كلي للشمس. [شاهد كورونا بعيد المنال تظهر في فيديو كسوف الشمس بفاصل زمني]
تأخر عن التكنولوجيا
ظل العلماء يتعاملون مع هذه الأسئلة منذ عقود ، ولكن بدون الموارد اللازمة للوصول فعليًا إلى النجوم. لذلك ، كان عليهم أن ينتظروا التكنولوجيا لتحويل مسبار باركر الشمسي إلى حقيقة.
الجزء الأكثر أهمية في هذه التكنولوجيا هو الدرع الحراري ، الذي تعتمد عليه معظم أدوات المركبة الفضائية كحماية من الحرارة المذهلة للشمس. إنها عبارة عن لوح غريب الشكل متواضع من مواد الكربون المصممة بعناية ، ولكنها تؤدي وظيفتها: عندما تصل درجات الحرارة في الجزء الأمامي من الدرع إلى 2500 درجة فهرنهايت (1370 درجة مئوية) ، يكون ظهرها 600 درجة فهرنهايت (315 درجة مئوية) ) - وتبقى الأدوات نفسها عند درجة حرارة معتدلة 85 درجة فهرنهايت (30 درجة مئوية).
سيتم تشغيل أدوات المركبة الفضائية بواسطة الألواح الشمسية ، ولكن كان لا بد من تكييف هذه الألواح لإدارة مدخلات التغلب المتاحة بالقرب من الشمس. قال فوكس: "الخلايا الشمسية بحاجة إلى أن تظل باردة ، فهي لا تحب أن تسخن ، وإذا فعلت ذلك فإنها لا تعمل". وهذا يعني تصميم لوحات تبريد ذاتي يمكن للمركبة الفضائية تعديلها بمفردها ، مع تثبيت معظم الألواح خلف الدرع الحراري عند الحاجة.
كان التقدم المهم الثالث هو التأكد من أن المسبار يمكن أن يعتني بنفسه دون الكثير من المدخلات البشرية. سيكون المسبار على الجانب البعيد من الشمس خلال أقرب اقتراب منه ، مع عدم وجود طريقة للاتصال بالمنزل إذا حدث خطأ ما - وحتى عندما يتمكن من الحصول على إشارة ، سيواجه تأخرًا في الاتصال ذهابًا وإيابًا لمدة 16 دقيقة.
قال فوكس: "أحب أن أفكر بها [باركر] كمركبة فضائية مستقلة." "إنها تتمتع باستقلالية عالية للغاية. عليها أن تعتني بنفسها عندما تكون في هذه المنطقة التاجية ؛ ليس هناك شخص في الحلقة". وهذا يعني أن المركبة الفضائية يمكن أن تحدد تلقائيًا متى تحتاج إلى تغيير موقعها في الفضاء بسبب كمية الشمس التي تتلقاها الأجزاء الفردية من المركبة الفضائية. [لمس الشمس: إعادة تسمية مهمة وكالة ناسا إلى "مسبار باركر الشمسي"]
أتطلع قدما
ال باركر سولار بروب موجود في مركز كنيدي للفضاء التابع لناسا ، ومعبأ وجاهز للإطلاق ، على الرغم من المشاكل الصغيرة التي تؤخر الإطلاق لمدة أسبوع ، بما في ذلك إضافة مجموعة احتياطية ثانية من أجهزة استشعار درجة الحرارة بعد مخاوف من أن المجموعة الأصلية قد تتعطل.
الآن ، المركبة الفضائية جاهزة للذهاب. قال فوكس: "لقد أنجزنا كل العمل ، وكل الفحوصات ، وفي النهاية تبدو تمامًا كما توقعت أن تنظر من جميع عروض PowerPoint التقديمية التي رأيتها قبل 10 سنوات". "إنها ممتلئة ، تبدو جميلة وجاهزة تمامًا للقيام برحلتها."
من المقرر الآن أن تبدأ المركبة الفضائية في نافذة إطلاق تفتح في 6 أغسطس في الساعة 4:08 صباحًا بتوقيت شرق الولايات المتحدة (0808 بتوقيت جرينتش) وتغلق في 19 أغسطس. وستغادر الأرض على متن صاروخ United Launch Alliance Delta IV على مرحلتين ، و سيتم تشغيل المرحلة الثالثة من التسارع في الفضاء.
كل هذه القوة ضرورية لتحديد مسار المركبة الفضائية نحو الشمس. وقال فوكس "نحتاج أن نسير بسرعة كبيرة لأننا يجب أن نفقد تأثير الأرض". "نحن لا نريد أن نسافر حول الأرض ؛ نريد أن نكون قادرين على الذهاب نحو الشمس."
بمجرد هروب المركبة الفضائية من جاذبية الأرض ، ستطير باتجاه كوكب الزهرة ، وتدور حول الكوكب بعد حوالي ستة أسابيع من إطلاقها من أجل الإبطاء والعودة إلى الشمس. ثم ، إنها تحت أشعة الشمس. سيجعل المسبار 24 مدارًا حول الشمس ، يتخللها ستة تعديلات أخرى تستخدم تأثير فينوس لجعل المسبار أقرب إلى النجم.
تكون المدارات على شكل بتلات الزهور ، حيث يجمع المسبار معظم بياناته في طفرات مدتها 11 يومًا بينما يكون على بعد ربع المسافة إلى الأرض ، ثم يرسل تلك المعلومات إلى المنزل خلال الجزء البعيد من الحلقة. خلال أقرب اقتراب منه ، سيطير المسبار على ارتفاع 3.83 مليون ميل (6 ملايين كيلومتر) فوق سطح الشمس بسرعة 430،000 ميل في الساعة (700،000 كم / ساعة) ، مما يجعله أسرع جسم من صنع الإنسان.
وأخيرًا ، بعد حوالي سبع سنوات من إطلاقها ، ستنفد المركبة الفضائية من الوقود الذي تستخدمه لتعديل جسمها وإبقاء الأدوات الحساسة بعيدة عن عبء حرارة الشمس. وستكون هذه بداية النهاية لمسبار باركر الشمسي.
وقال فوكس: "عند هذه النقطة ، سترى أجزاء الجسم غير المصممة لرؤية البيئة الشمسية الكاملة بعد ذلك ، وستبدأ المركبة الفضائية في الانقسام إلى قطع كبيرة ، ثم ستصغر تدريجياً وبشكل تدريجي". "أحب أن أعتقد أنها ستصبح جزءًا من الهالة وتدور حول الشمس إلى الأبد."
