Sullo sfondo delle notizie quotidiane su come un'altra compagnia spaziale privata ha lanciato il suo primo (secondo, terzo e così via) razzo, ha trasportato il carico sulla ISS, si prepara ad aprire la stagione del turismo spaziale e sta anche pianificando di colonizzare i pianeti vicini più vicini, notizie dalle grandi agenzie spaziali statali in qualche modo iniziano a perdersi. Nel frattempo, ricordiamo che l'agenzia aerospaziale della NASA ha lanciato una missione molto ambiziosa per esplorare il Sole.
Il 12 agosto 2018, un razzo Delta IV Heavy è stato lanciato dalla base dell'aeronautica statunitense a Cape Canaveral in Florida. Il carico è una sonda solare "Parker", il cui compito è superare quasi 150 milioni di chilometri di spazio esterno e incontrarsi con il Sole. Parker dovrà avvicinarsi il più possibile alla stella come nessun veicolo spaziale ci è mai arrivato. Sulla strada verso il Sole, la sonda effettuerà diverse manovre gravitazionali attorno a Venere, diventando, secondo le previsioni della NASA, l'oggetto più veloce creato dall'uomo nello spazio. Oggi parleremo dei 10 fatti più interessanti relativi a questa missione.
Tocca il sole
La sonda solare Parker ha il compito di una missione che nessun veicolo spaziale artificiale avrebbe potuto compiere prima. Studierà l'atmosfera esterna del Sole. La cosiddetta corona. Per fare questo, si avvicinerà alla stella ad una distanza di 6,2 milioni di chilometri, "toccando" infatti lo strato esterno della sua atmosfera. Il dispositivo non si occuperà solo di risolvere i misteri della stella, ma aumenterà anche la nostra conoscenza di come il Sole influisce sulla magnetosfera del nostro pianeta. L'importanza di questa missione difficilmente può essere sopravvalutata, dal momento che le tecnologie sono sempre più diffuse, che in un modo o nell'altro sono influenzate dall'attività del nostro Luminario. È possibile che questa missione aumenterà la nostra capacità di studiare il sistema solare nel suo insieme.
50 anni di preparazione
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Il lancio della sonda nell'agosto 2018 è stato il culmine di oltre 50 anni di sviluppo e pianificazione per questa missione spaziale. La comunità scientifica ha scoperto che la temperatura della corona solare può raggiungere un milione di gradi Celsius negli anni '40 del secolo scorso. La conferma dell'esistenza del cosiddetto vento solare (particelle di plasma ionizzato altamente cariche espulse dalla corona) è avvenuta negli anni '60. Tuttavia, gli scienziati non riescono ancora a capire perché la temperatura della corona solare sia molto più alta della temperatura della superficie della stella. Inoltre, non è chiaro cosa acceleri esattamente le particelle del vento solare. Le risposte a queste domande possono essere ottenute solo attraverso il contatto diretto con la corona solare, dicono i ricercatori.
L'idea di condurre uno studio del genere è stata proposta per la prima volta nel 1958. Da allora, diversi veicoli spaziali si sono avvicinati al Sole, ma nessuno di loro si è avvicinato alla stella così vicino come previsto per fare la sonda solare di Parker.
La prima navicella spaziale della NASA che prende il nome da una persona vivente
L'agenzia aerospaziale della NASA ha dato alla sua navicella una varietà di nomi, ma nessuno di loro ha preso il nome da una persona ancora vivente. La sonda solare Parker prende il nome dall'astrofisico Eugene Parker, che predisse l'esistenza del vento solare nel 1958.
Negli anni '50, Parker ha sviluppato una teoria complessa su come le stelle cedono la loro energia. Ha introdotto il concetto di "vento solare" per descrivere le emissioni a cascata di energia dal Sole e ha persino proposto una teoria che spiega il motivo della temperatura più elevata della corona solare rispetto alla superficie della stella. Inoltre, l'astrofisico ha considerato un modello dell'atmosfera esterna del Sole con un flusso costante di materia dalla corona e ha dimostrato che la velocità del vento solare aumenta con la distanza dal Sole, raggiungendo valori supersonici. Lo scienziato ha anche analizzato l'effetto della corona in espansione sul campo magnetico in prossimità del Sole e ha scoperto che il campo deve essere a spirale a causa della rotazione del Sole. Le sue conclusioni sulla velocità del vento solare e sulla struttura a spirale del campo magnetico solare sono state successivamente confermate utilizzando veicoli spaziali. Parker ha ora 91 anni. Nonostante la sua età, il 12 agosto, il giorno del lancio della sonda, l'astrofisico era presente al complesso di lancio.
vento soleggiato
I principali obiettivi scientifici della missione saranno generalmente incentrati sui segreti associati al vento solare. Le raffiche generate all'interno della corona possono raggiungere velocità di 1,6 milioni di chilometri all'ora. Gli scienziati della NASA sperano di capire perché la corona solare è così calda e cosa sta accelerando esattamente il vento solare. Queste cose non possono essere capite senza trovare i meccanismi responsabili di questi processi vicino alla fonte.
Il sole è molto difficile da raggiungere
In effetti, andare sul Sole richiede 55 volte più energia che andare su Marte. Innanzitutto, la distanza dalla Terra alla nostra stella è di circa 150 milioni di chilometri. Ma la distanza non è l'unico problema qui. Il problema principale qui è la cosiddetta velocità laterale, cioè la velocità relativa al vettore di movimento desiderato.
Per comprendere il principio della velocità laterale, è necessario capire come i corpi si muovono nelle orbite. In effetti, tutti gli oggetti nell'orbita del Sole cadono sulla stella all'infinito. Tuttavia, la velocità laterale non consente loro di cadere, poiché in realtà sorpassano il corpo su cui stanno cadendo. La Terra si muove intorno al Sole a una velocità di 108.000 chilometri all'ora. Di conseguenza, quando il veicolo spaziale lascerà l'orbita terrestre, si muoverà in avanti nello spazio e inizierà a cadere sul Sole, ma mancherà costantemente, poiché il suo indicatore di velocità laterale verrà preservato. Per arrivare alla stella, il dispositivo deve semplicemente cadere.
Per affrontare il problema della velocità laterale, la NASA prevede di utilizzare manovre di assistenza gravitazionale attorno a Venere. Consentiranno di spegnere quasi completamente questo indicatore, ma allo stesso tempo aumenteranno la velocità massima di movimento della Parker Solar Probe, che al suo picco può arrivare a 200 chilometri al secondo.
Manovre gravitazionali intorno a Venere
Per avvicinarsi il più possibile al Sole, la Parker Solar Probe dovrà eseguire diverse manovre di assistenza gravitazionale attorno a Venere nei prossimi 7 anni.
Dopo il primo sorvolo di Venere, la sonda entrerà in un'orbita ellittica con un periodo di 150 giorni (2/3 del periodo di Venere), facendo 3 orbite quando Venere compie 2. Dopo il secondo sorvolo, il periodo scenderà a 130 giorni. In meno di 2 orbite (198 giorni), il veicolo spaziale incontrerà Venere per la terza volta. Ciò ridurrà il periodo alla metà di quello di Venere (112,5 giorni). Per il quarto incontro, il periodo sarà già di 102 giorni. Dopo 237 giorni, la sonda incontrerà Venere per la quinta volta e il periodo di rotazione sarà ridotto a 96 giorni (3/7 di Venere). L'apparato in questo momento farà già 7 rivoluzioni, quando Venere ne farà solo 3. Il sesto incontro avverrà quasi due anni dopo il precedente e ridurrà il periodo a 92 giorni (2/5 del venusiano). Dopo altre cinque rivoluzioni attorno al Sole, la sonda incontrerà Venere per la settima e ultima volta, il che ridurrà il periodo a 88-89 giorni.permettendoti di avvicinarti ancora di più al sole.
La navicella spaziale più veloce della storia umana
Grazie a diverse manovre di assistenza gravitazionale intorno a Venere, la navicella sarà finalmente in grado di raggiungere velocità di 692.000 chilometri all'ora, più veloci di qualsiasi altra sonda spaziale costruita dall'uomo.
A questo punto, la sonda più veloce è la sonda "Juno", progettata per studiare Giove. La sua velocità attuale è di circa 266 mila chilometri all'ora. La sonda Voyager 1, lanciata per conquistare lo spazio interstellare alla fine degli anni '70 e lasciando il sistema solare 35 anni dopo, ha una velocità di circa 61.000 chilometri all'ora. La velocità massima del Parker Solar Probe sarà più del doppio di quella di Juno e 11 volte quella del Voyager 1.
Scudo termico
Lo scudo termico della sonda è impressionante quanto la sua velocità massima. La dimensione dello scudo solare situato nella parte anteriore dell'apparecchio è di 2,4 metri di diametro. È progettato per riflettere il calore estremo proveniente dall'attrezzatura scientifica della sonda. Lo schermo ha uno spessore di 11,5 centimetri. È costituito da schiuma composita di carbonio inserita tra due piastre di carbonio. La piastra frontale rivolta verso il sole è ricoperta da una speciale vernice ceramica bianca che riflette il calore nel modo più efficiente possibile. I materiali utilizzati rendevano lo scudo abbastanza leggero. Il suo peso è di soli 73 chilogrammi.
Nello spazio, la temperatura può essere di migliaia di gradi, ma un oggetto particolare non si riscalda perché la temperatura è determinata dalla velocità delle particelle, mentre il calore è misurato dalla quantità totale di energia che trasportano. Le particelle possono muoversi rapidamente (alta temperatura), ma se ce ne sono poche, allora ci sarà poca energia (poco calore). Ci sono poche particelle nello spazio, quindi poche di loro sono in grado di trasferire energia all'apparato.
La navicella spaziale più autonoma
Una spiegazione dell'efficacia dello scudo termico risiede nel software molto "intelligente" che controlla il veicolo spaziale. Quando la sonda è vicina al Sole, la connessione tra essa e la Terra verrà interrotta unilateralmente ogni 8 minuti. Durante questo tempo, la sonda sarà in grado di effettuare autonomamente le regolazioni necessarie in soli 10 secondi.
I creatori della sonda hanno introdotto nel suo software assolutamente tutti i possibili scenari di sviluppo di eventi che potevano immaginare, quindi il dispositivo è in grado di modificare in modo indipendente l'angolo di inclinazione e rotazione dello schermo protettivo se necessario.
Nicola Fox, un ricercatore associato del Parker Solar Probe Project, definisce il velivolo "il veicolo spaziale più autonomo mai costruito dall'uomo".
Carico unico
Nel marzo di quest'anno, la NASA ha invitato il pubblico a prendere parte a un'azione in cui i nomi di centinaia di migliaia di partecipanti saranno posti su una targa commemorativa e inviati al Sole insieme a una sonda. Uno dei partecipanti era William Shatner, l'attore che interpretava il capitano Kirk nell'epico Star Trek. In totale, più di 1,1 milioni di persone hanno inviato alla NASA richieste per aggiungere il proprio nome alla targhetta.
“Questa è forse una delle missioni di intelligence più ambiziose ed estreme della storia umana. Inoltre, la navicella trasporterà tanti nomi di persone quanti supportano la missione”, ha detto il ricercatore del programma Nicola Fox.
Nikolay Khizhnyak
