14,6 тыс подписчиков
Зонд Parker Solar Probe (PSP) завершил своё 14-е сближение с Солнцем, приблизившись к нему 11 декабря на расстояние около 8,5 млн км (в 5,4 раза ближе перигелия (т. е. ближайшей к Солнцу точки орбиты) Меркурия). К этому моменту скорость аппарата достигла 163 км/с (586 829 км/ч), но это не рекорд: во время предыдущего сближения он двигался чуть быстрее (586 864 км/ч). Но новые рекорды ещё впереди: аппарату предстоит сблизиться с Солнцем ещё не менее 10 раз. В середине следующего года PSP совершит очередной гравитационный манёвр у Венеры, что позволит ещё ближе сближаться со звездой в перигелии. Так как аппарат двигается по эллиптической орбите, то согласно законам небесной механики в перигелии он будет развивать огромную скорость. Кстати, PSP ещё во время своего первого сближения с Солнцем стал самым быстрым рукотворным объектом в истории!
Планируется, что PSP проработает примерно до конца 2025 года. Это крайне интересный этап миссии, так как начинается новый 11-летний цикл солнечной активности.
Конечно, у многих могут возникнуть вопросы, связанные с PSP. Например, а как аппарат выдерживает такое близкое сближение с Солнцем? Или почему PSP после перигелия не выбрасывает из Солнечной системы, если он имеет такую большую скорость в нём?
Такое близкое сближение с Солнцем аппарат может пережить исключительно благодаря своему уникальному абляционному щиту, сам же аппарат (кроме двух концов его солнечных батарей, имеющих особую конструкцию) находится в его тени. Абляционное охлаждение основано на уносе (сублимации) вещества с поверхности твёрдого тела при его сильном нагреве, при этом отлетают только самые быстрые молекулы, что и обеспечивает охлаждение. Этот же метод используется, например, в космических аппаратах для предотвращения их перегревания при входе в атмосферу. Подробнее об этом щите и самом зонде можно прочитать в нашем специальном материале.
А что со скоростью? Несмотря на огромную скорость в перигелии, у PSP мало энергии. А если быть точнее — полной механической энергии тела, которая рассчитывается как сумма кинетической и потенциальной энергий. Если нет изменения орбиты, то полная механическая энергия постоянна, меняется только соотношение кинетической и постоянной энергий тела в разных точках орбиты. Поэтому в перигелии скорость такая огромная, а в афелии (т.е. в самой дальней от Солнца точке орбиты) она намного меньше. При этом зонд не сможет покинуть Солнечную систему, так как полная механическая энергия мала. Чтоб её изменить (и, следовательно, изменить орбиту), нужно воздействие на аппарат: работа двигателей, гравитационные манёвры (PSP активно их использует для сжатия орбиты), торможение в некой среде (обычно в атмосфере планеты).
Кстати, при запуске PSP его полную механическую энергию намеренно уменьшали, для чего не самый большой аппарат запускали с помощью мощной ракеты Delta IV Heavy. Дело в том, что при запуске с Земли энергия аппарата будет равна Е(зонда) = Е1(Земли) ± Е2(полученная при запуске), возможными иными пренебрежём. И если бы Е1 не уменьшили (за счёт Е2, с помощью гравитационных манёвров, включения двигателей и пр.), то PSP двигался бы по огромной орбите, пересекающей орбиту Земли.
Изображение иллюстративное.
Image credit: NASA.
2 минуты
17 декабря 2022
148 читали