Dieses Raumschiff wird der Sonne näher kommen als alles, was davor war, und wird nicht schmelzen

Parker Sonnensonde nähert sich der Sonne, wie vom Künstler präsentiert. Parker wurde 2018 gestartet und wird uns neue Daten zur Sonnenaktivität liefern und einen wichtigen Beitrag zu unserer Fähigkeit leisten, die Hauptereignisse der Weltraumwetterwelt vorherzusagen, die das Leben auf der Erde beeinflussen.

Es hat 60 Jahre gedauert, aber Wissenschaftler und Ingenieure sind endlich bereit, die Sterne zu erreichen - das heißt unseren Stern. Und sie sind sicher, dass sie nicht brennen werden.

In diesem Sommer wird die NASA die Parker-Sonde starten, ein beeindruckend hitzebeständiges Raumschiff, das für die Annäherung an die Sonnenoberfläche von allem, was die Schiffe zuvor gewagt haben, entwickelt wurde. Es wird 6 Millionen Kilometer von der brennenden Oberfläche entfernt fliegen, mehr als siebenmal näher als das vorherige Schiff. Wenn alles nach Plan verläuft, wird das Schiff bei Nahflügen mit einer Geschwindigkeit von 724.205 km / h fahren und einen einzigartigen Hitzeschild tragen, der genau auf die Oberfläche gerichtet ist. Nach sieben Jahren wird er 24 Umdrehungen um die Sonne machen und sieben Mal an der Venus vorbeikommen.

Während dieser Zeit wird Parker eine Datengalaxie sammeln, die dabei hilft, die heißesten Fragen von Wissenschaftlern zu beantworten und brennende Rätsel zu lösen, die mit einem Ball aus heißem Plasma verbunden sind, der unser Sonnensystem beleuchtet. Er wird uns nämlich helfen, endlich zu verstehen, warum die Atmosphäre der Sonne 300-mal heißer ist als eine Oberfläche mit einer angenehmen Temperatur von 5727 ° C. Diese Tatsache widerlegt die grundlegende Physik und wurde bis heute nicht erklärt. Eine der führenden Hypothesen für Temperaturänderungen gehört dem berühmten Physiker [und Astronomen] Eugene Parker , zu dessen Ehren die Sonde benannt ist. Mitte der 1950er Jahre schlug Parker vor, dass die überhitzte Korona der Sonne durch ein komplexes System aus Plasma, Magnetfeldern und Energieteilchen erklärt werden kann, die Sonnenexplosionen erzeugen, die als " Nanoflashes " bezeichnet werden .

Wissenschaftler sehnen sich nach Daten, die durch Annäherung an diese potenziell auftretenden Explosionen sowie an eine Energiekaskade namens " Sonnenwind " gewonnen werden können. Mit diesen Daten können sie ihre Hypothesen testen. Neben dem Verständnis der Temperatur der Korona können Daten zu diesen Sonnenphänomenen dazu beitragen, schlecht verstandenes kosmisches Wetter zu klären, das Schäden an Satelliten und Stromleitungen auf der Erde verursachen kann.

Im Allgemeinen ist die Parker-Sonnensonde „die coolste und heißeste Mission unter der Sonne“, sagte Nicky Fox Reportern bei einer Presseausstellung eines Raumfahrzeugs im Goddard Space Flight Center. Fox ist Projektleiter für Sonnensonden am Johns Hopkins University Laboratory of Applied Physics. Sie präsentierte die Mission als "das erste Treffen der Menschheit mit einem Stern", das "äußerst historisch" ist.

Die erste Idee, die Sonne mit einem Raumschiff zu erreichen, wurde um 1958 geboren, bevor die Arbeit der NASA begann. Es dauerte jedoch sechs Jahrzehnte, bis die Technologie die Träume der Wissenschaftler eingeholt hatte. Parker Solar Probe - die Umsetzung dieser Ideen, bewaffnet mit der Mutter aller Hitzeschilde.

Feuer auf sich nehmen

Die Oberfläche des Raumfahrzeugs wird mit Hilfe eines mit weißer Keramik bedeckten Kohlenstoff-Verbundschilds mit einer Dicke von 11,4 cm brutalen Temperaturen standhalten. Durch die äußere weiße Schicht kann die Sonde so viel Strahlung wie möglich reflektieren. In engen Ansätzen kollidiert die äußere Schicht mit Temperaturen in der Größenordnung von 1400 ° C. Aber was darunter liegt, wird die Temperatur laut der leitenden Ingenieurin Betsy Kongdon bei 315-371 ° C viel niedriger halten.

Die Abschirmung befindet sich auf einem riesigen Kühler, der auf einem Titanrahmen aufgebaut ist. Die Struktur hält die Nutzlast des Raumfahrzeugs in einem kühlen, dunklen Schatten, während das Schiff an der Sonne vorbeifährt. Tatsächlich waren die Wissenschaftler und Ingenieure, die das Schiff geschaffen hatten, eher besorgt, dass ihre wissenschaftlichen Werkzeuge und Geräte nicht einfrieren würden und nicht, weil sie während der Mission schmelzen könnten. Um dies zu vermeiden, sind die Werkzeuge wärmeisoliert und an solarbetriebene Heizungen angeschlossen. Dadurch werden die Instrumente auf einer angenehmen Temperatur von 28 ° C gehalten.

Sternenenergie

Die Sonnenkollektoren, die diese Instrumente sowie andere an Bord befindliche Elektronikgeräte mit Strom versorgen, befinden sich an Scharnierflügeln, die sich unter dem Kühler nach außen erstrecken. Diese Arrays sind speziell so konzipiert, dass sie bei intensiver Strahlung mit einem speziellen Kühlsystem der Hitze standhalten. Das System umfasst einen 4-Liter-Wassertank und eine Pumpe im Schiff, die kaltes Wasser durch die Arrays pumpt und diese auf Betriebstemperatur hält.

Auch im Schiff gibt es viele Kommunikationsgeräte und einen kleinen Kraftstofftank, der die Rangiermotoren versorgt. Sie erzeugen unabhängig voneinander kurze Impulse, so dass der Sondenschutz die ganze Zeit genau auf die Sonne gerichtet bleibt. Wenn die Sonde nur um ein Grad vom Kurs abweicht, kann ein Teil der temperaturempfindlichen Nutzlast Sonnenstrahlung ausgesetzt sein, wodurch das Schiff schmilzt und zusammenbricht. Aber Fox versicherte uns, dass das Schiff viele Sicherheitssysteme hat, die dies verhindern können.

Sterndaten

Während das Schiff damit beschäftigt ist, nicht zu schmelzen und nicht zu gefrieren, sammeln eine Reihe wissenschaftlicher Werkzeuge die lang erwarteten Solardaten. Laut Adam Szabo, Leiter des Heliosphere Physical Laboratory der NASA, wird es vier Arten von Daten geben. Das erste sind lokale Messungen des Sonnenwinds, daher gibt es eine Reihe von Instrumenten, mit denen Partikel gemessen werden können, darunter Protonen, Elektronen, Tröpfchen ionisierten Heliums und Spuren schwererer Elemente. "Werkzeuge messen ihre Geschwindigkeit, Temperatur und Menge", sagte er uns.

Der zweite Instrumentensatz misst magnetische und elektrische Felder, die das Verhalten herumfliegender Ionen „radikal komplizieren“ können. Der dritte Satz versucht, Teilchen mit den höchsten Energien zu fangen. Und schließlich gibt es eine Reihe von Kameras, die das von der Korona ausgehende Plasma aus nächster Nähe fotografieren.

Sterndaten

Diese Werkzeuge und der Rest des Schiffes werden derzeit einer Endkontrolle unterzogen. Ende März führten Wissenschaftler und Ingenieure des Goddard Centers die letzten Geräteinspektionen im Satelliten durch, bevor sie ihn endgültig abschalteten. Der Satellit wurde dann zur weiteren Überprüfung an das Kennedy Space Center in Florida gesendet.

Bisher ist der Starttermin der Sonde der 31. Juli 2018. Nach diesem Zeitplan wird sie Ende September an der Venus vorbeifliegen und Anfang November die Krone erreichen. Laut dem Astrophysiker Nicky Viall erwarten die Wissenschaftler, dass die Daten im März 2019 eintreffen.

Mit diesen Daten: „Ich denke, wir können viele Fragen beantworten und eine ganze Reihe neuer Fragen stellen, die wir noch nicht einmal beantworten konnten“, sagte Viall.

Das Schiff soll in sechs Jahren und elf Monaten 24 Umlaufbahnen um die Sonne machen, aber Fox sagte uns, dass das Team erwartet, dass das Schiff noch ein paar Jahre später funktioniert. Wenn ihm irgendwann der Treibstoff ausgeht, bleibt Parkers Sonnensonde in einer stabilen Umlaufbahn, beginnt sich jedoch zu neigen und ersetzt die brennende Wärme durch empfindliche Geräte. Danach zerfällt es in immer kleinere Stücke und wird Teil einer Staubwolke.