Около 6,4 миллиона километров - немалое расстояние. Это эквивалентно тому, чтобы объехать самую широкую точку Земли, экватор, 160 раз подряд.
Примерно так же близко к Солнцу НАСА удалось подвести зонд Parker Solar Probe, во всяком случае, пока что. Космический аппарат, запущенный 12 августа 2018 года, с тех пор установил несколько важных вех, в том числе стал первым в истории аппаратом, который коснулся Солнца.
Такая близость к нашей массивной звезде совершенно беспрецедентна. В 1976 году зонд НАСА "Гелиос-2" приблизился к поверхности Солнца на расстояние 43,5 миллиона километров. Это было ближе, чем любой другой космический аппарат на тот момент.
Но рекорды не терпят возражений. Земля и Солнце находятся на расстоянии 150 миллионов километров друг от друга.
Технологии исследования Солнца прошли долгий путь. Однако инженерам все еще нужно помнить о некоторых ограничениях - и не похоже, что в ближайшее время мы отправим астронавтов в путешествие к Солнцу. Так как же Parker Solar Probe коснулся Солнца и что он собирается делать дальше?
Сильная жара и тайна короны
Экстремальная жара - самая очевидная причина для беспокойства. Температура поверхности Солнца составляет 5 726 градусов по Цельсию. Однако любопытно, что область, окружающая Солнце, еще горячее.
Знаете, что за ореол света появляется из-за луны во время солнечного затмения? Это корона. Слой раскаленной плазмы представляет собой самую верхнюю часть солнечной атмосферы. Корона начинается примерно в 2 100 километрах над поверхностью и простирается далеко в космос.
Его части нагреваются. Очень горячо. В некоторых местах корона может быть в 300 раз горячее, чем поверхность. Никто не знает, почему так происходит; НАСА надеется, что солнечный зонд Parker Solar Probe найдет какие-то подсказки.
Именно через эти места прошел зонд Parker Solar Probe во время своего восьмого пролета к Солнцу 28 апреля 2021 года. Космический аппарат опустился всего на 14,97 солнечных радиусов от поверхности Солнца через область в короне, известную как псевдостример. Это массивные структуры, которые поднимаются от Солнца подобно лентам. Их можно увидеть во время солнечного затмения. Первый пролет длился около четырех часов, и Parker Solar Probe подошел к поверхности Солнца на расстояние 6,16 миллиона километров.
"Пролетая так близко к Солнцу, Parker Solar Probe теперь чувствует условия в короне, которые мы никогда не могли наблюдать раньше", - сказал Нур Рауафи, научный сотрудник проекта Parker Solar Probe из Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса, в заявлении для прессы. "Мы видим свидетельства пребывания в короне по данным о магнитном поле, солнечном ветре и визуально на снимках в белом свете. Мы видим, как космический аппарат пролетает через корональные структуры, которые можно наблюдать с Земли во время полного солнечного затмения".
Так много излучения
Солнце излучает огромное количество радиации, включая некоторые формы, которые мы воспринимаем как видимый свет. Опасные виды излучения усиливаются по мере приближения к солнцу. Высокий уровень радиоактивности в открытом космосе может быть связан с сердечно-сосудистыми проблемами. Исследование 2016 года показало, что астронавты, летавшие за пределы низкой околоземной орбиты, чаще умирали от сердечных приступов и инсультов, чем их коллеги, остававшиеся ближе к родной планете.
Если бы вас отправили в полет в обычном скафандре НАСА, солнечная радиация унесла бы вашу жизнь еще до того, как вы достигли бы половины пути между Землей и Солнцем.
Очевидно, что в космическом корабле вам будет лучше. Исследователь НАСА Эрик Кристиан заявил, что когда-нибудь можно будет сконструировать корабль, который сможет безопасно доставить человека-астронавта на расстояние в 6,4 миллиона километров от Солнца. Но прежде чем мы сможем даже подумать о такой рискованной миссии, нам нужно посмотреть, как поведет себя зонд Parker Solar Probe. Пока что все идет хорошо.
Как он сохраняет прохладу?
Для защиты большинства приборов, собирающих данные, солнечный зонд Parker был оснащен изготовленным на заказ тепловым экраном, состоящим из двух углеродно-композитных плит, внешнего слоя светоотражающей краски и легкой пенопластовой основы. Щит больше похож на панцирь улитки, чем на черепаху: Вместо того чтобы обволакивать весь зонд, он располагается с одной стороны от него. Когда он обращен к Солнцу, эта "система тепловой защиты" защищает приборы, расположенные за ним, от теплового излучения, которое в 475 раз мощнее, чем у спутников, находящихся на орбите Земли.
Чтобы Parker Solar Probe мог выполнять свою работу, система тепловой защиты постоянно обращена к Солнцу. Подруливающие устройства всегда ориентируют щиты в нужное положение. Этим движителям требуется топливо, и в конце концов у космического аппарата закончится заряд. Зонд Parker Solar Probe был спроектирован так, чтобы обогнуть Солнце не менее 24 раз. 25 февраля 2022 года был совершен 11-й успешный заход, в результате которого космический аппарат оказался в поле зрения Земли. Большинство пролетов происходит, когда Солнце находится между космическим аппаратом и Землей, не оставляя прямой видимости. Однако этот 11-й пролет дал возможность более чем 40 обсерваториям и дюжине космических аппаратов навести свои телескопы на зонд и собрать ценные данные.
Среди данных, которые передавались ученым до 1 мая 2022 года, - мощный солнечный протуберанец, который попал прямо на зонд в феврале 2022 года. Это была крупнейшая вспышка, которую наблюдал зонд Parker Solar Probe с момента своего запуска.
"Шок от этого события ударил Parker Solar Probe в лоб, но космический аппарат был создан для того, чтобы выдерживать подобную активность - получать данные в самых экстремальных условиях", - сказал ученый проекта Нур Рауафи в заявлении для прессы. "А поскольку Солнце становится все более и более активным, нам не терпится увидеть данные, которые собирает Parker Solar Probe, приближаясь все ближе и ближе".
После окончания миссии в 2025 году топлива для работы двигателей будет недостаточно. Незащищенные части Parker Solar Probe сместятся в сторону Солнца и распадутся, превратив зонд в космическую пыль.
Пыль в солнечном ветре
Солнечный зонд Parker Solar Probe берет свое начало с момента создания НАСА. 24 октября 1958 года, менее чем через три месяца после создания администрации, один из ее комитетов выступил с амбициозным предложением: Отправить искусственный зонд за пределы планеты Меркурий, чтобы посмотреть на Солнце вблизи.
Обычно Меркурий находится на расстоянии от 46 до 70 миллионов километров от Солнца. Зонд Parker Solar Probe отправится далеко за орбиту планеты, чтобы собрать информацию о солнечном ветре. Это явление до сих пор плохо изучено, но оно может уничтожить спутники и испортить наши GPS-сигналы и радиосвязь на Земле. Если зонд поможет нам найти способ предсказывать эти ветры, это может сэкономить миру триллионы долларов. Что мы можем сказать? Любопытство платит, и исследования идут.
Что происходит с данными, собранными солнечным зондом Parker, после его распада?
Данные, собранные зондом Parker Solar Probe, передаются обратно на Землю перед его распадом. Это гарантирует, что даже после завершения работы космического аппарата его ценные данные о солнечных магнитных полях, солнечном ветре и короне будут продолжать способствовать нашему пониманию солнечных явлений и помогут улучшить модели прогнозирования космической погоды.
Как зонд Parker Solar Probe передает свои данные на Землю, особенно с близкого расстояния к Солнцу?
Зонд Parker Solar Probe передает свои данные на Землю с помощью антенны с высоким усилением, которая является частью его системы связи. Эта антенна передает данные через Deep Space Network - глобальную сеть средств связи, которая поддерживает полеты межпланетных космических аппаратов, обеспечивая передачу информации даже с близких расстояний до Солнца, где не всегда доступна прямая видимость.
Прикоснитесь к тайнам прошлого, настоящего и будущего - подписывайтесь на канал!