Na pozadí denných správ o tom, ako iná súkromná vesmírna spoločnosť spustila svoju prvú (druhú, tretiu atď.) Raketu, vzala náklad do ISS, pripravila sa na otvorenie sezóny kozmického cestovného ruchu a plánuje aj kolonizáciu najbližších susedných planét, správy z veľkých agentúr pre štátny priestor sa nejako začínajú strácať. Medzitým si pripomíname, že letecká agentúra NASA začala veľmi ambicióznu misiu na skúmanie Slnka.
12. augusta 2018 bola zo základne leteckých síl USA na Cape Canaveral na Floride vypustená ťažká raketa Delta IV. Nákladom je solárna sonda „Parker“, ktorej úlohou je prekonať takmer 150 miliónov kilometrov vesmíru a stretnúť sa so Slnkom. Parker sa bude musieť dostať tak blízko ku hviezdam, ako sa k tomu nedostala žiadna kozmická loď. Na ceste k Slnku bude sonda vykonávať niekoľko gravitačných manévrov okolo Venuše a podľa predpovedí NASA sa stane najrýchlejším človekom vytvoreným objektom vo vesmíre. Dnes budeme hovoriť o 10 najzaujímavejších faktoch týkajúcich sa tejto misie.
Dotknite sa slnka
Úlohou sondy Parker Solar Probe je misia, ktorú predtým nemohla splniť žiadna umelá kozmická loď. Študuje vonkajšiu atmosféru Slnka. Tzv. Koruna. Aby to dosiahol, priblíži sa k hviezde vo vzdialenosti 6,2 milióna kilometrov, v skutočnosti „dotýka sa“vonkajšej vrstvy jej atmosféry. Prístroj sa bude zaoberať nielen riešením záhad hviezdy, ale tiež prispeje k našim poznatkom o vplyve Slnka na magnetosféru našej planéty. Dôležitosť tejto misie sa dá len ťažko preceňovať, pretože technológie sa čoraz viac rozširujú, ktoré sú tak či onak ovplyvňované činnosťou nášho Svietidla. Je možné, že táto misia zvýši našu schopnosť študovať slnečnú sústavu ako celok.
50 rokov prípravy
Propagačné video:
Spustenie sondy v auguste 2018 bolo vyvrcholením viac ako 50 rokov vývoja a plánovania tejto vesmírnej misie. Vedecká komunita zistila, že teplota slnečnej koróny môže dosiahnuť 40 miliónov stupňov Celzia v 40. rokoch minulého storočia. Potvrdenie o existencii takzvaného slnečného vetra (vysoko nabitých ionizovaných plazmatických častíc emitovaných korónou) sa uskutočnilo v 60. rokoch. Vedci však stále nechápu, prečo je teplota slnečnej koróny oveľa vyššia ako teplota hviezdneho povrchu. Okrem toho nie je jasné, čo presne urýchľuje častice slnečného vetra. Vedci odpovedajú na tieto otázky iba priamym kontaktom so slnečnou korónou.
Myšlienka vykonať takúto štúdiu bola prvýkrát navrhnutá už v roku 1958. Odvtedy sa niekoľko kozmických lodí priblížilo k Slnku, ale žiadna z nich sa nepriblížila k hviezde tak blízko, ako sa predpokladalo pri slnečnej sonde Parker.
Prvá kozmická loď NASA pomenovaná podľa živej osoby
Letecká agentúra NASA dala svojej kozmickej lodi rôzne mená, ale žiadna z nich nebola pomenovaná po stále žijúcej osobe. Slnečná sonda Parker je pomenovaná po astrofyzikovi Eugene Parkerovi, ktorý predpovedal existenciu slnečného vetra v roku 1958.
V 50. rokoch 20. storočia vyvinul Parker komplexnú teóriu o tom, ako sa hviezdy vzdajú svojej energie. Predstavil koncept „slnečného vetra“, ktorý popisuje kaskádové emisie energie zo Slnka, a dokonca navrhol teóriu vysvetľujúcu dôvod vyššej teploty slnečnej koróny v porovnaní s povrchom hviezdy. Astrofyzik okrem toho považoval model vonkajšej atmosféry Slnka s konštantným odtokom hmoty z koróny a ukázal, že rýchlosť slnečného vetra sa zvyšuje so vzdialenosťou od Slnka a dosahuje nadzvukové hodnoty. Vedec tiež analyzoval účinok rozširujúcej sa koróny na magnetické pole v blízkosti Slnka a zistil, že pole musí byť špirálové kvôli rotácii Slnka. Jeho závery o rýchlosti slnečného vetra a špirálovej štruktúre solárneho magnetického poľa boli následne potvrdené pomocou kozmickej lode. Parker má teraz 91 rokov. Napriek svojmu veku, 12. augusta, v deň spustenia sondy, bol astrofyzik prítomný v štartovacom komplexe.
slnečný vietor
Hlavné vedecké ciele misie sa vo všeobecnosti sústredia okolo tajomstiev spojených so slnečným vetrom. Nárazy generované vo vnútri koruny môžu dosiahnuť rýchlosť 1,6 milióna kilometrov za hodinu. Vedci NASA dúfajú, že prídu na to, prečo je slnečná koróna taká horúca a čo presne zrýchľuje slnečný vietor. Tieto veci nemožno zistiť bez nájdenia mechanizmov zodpovedných za tieto procesy v blízkosti zdroja.
Slnko je veľmi ťažké dosiahnuť
V skutočnosti, ísť na slnko vyžaduje 55 krát viac energie ako ísť na Mars. Po prvé, vzdialenosť od Zeme k našej hviezde je asi 150 miliónov kilometrov. Ale vzdialenosť tu nie je jediným problémom. Hlavným problémom je tu takzvaná laterálna rýchlosť, to znamená rýchlosť vzhľadom na požadovaný vektor pohybu.
Aby sme pochopili princíp laterálnej rýchlosti, je potrebné pochopiť, ako sa telá pohybujú na orbite. V skutočnosti všetky objekty na obežnej dráhe Slnka padajú donekonečna na hviezdu. Bočná rýchlosť im však neumožňuje pád, pretože v skutočnosti predbiehajú telo, na ktoré padajú. Zem sa pohybuje okolo Slnka rýchlosťou 108 000 kilometrov za hodinu. Výsledkom bude, že keď kozmická loď opustí orbitu Zeme, bude sa vo vesmíre pohybovať vpred a začne padať na Slnko, ale bude neustále chýbať, pretože jej indikátor bočnej rýchlosti zostane zachovaný. Aby sa zariadenie dostalo k hviezdam, musí jednoducho spadnúť.
Na riešenie problému laterálnej rýchlosti plánuje NASA používať gravitačné asistenčné manévre okolo Venuše. Umožnia takmer úplne zhasnúť tento ukazovateľ, zároveň však zvýšia maximálnu rýchlosť pohybu slnečnej sondy Parker, ktorá na svojom vrchole môže dosahovať až 200 kilometrov za sekundu.
Gravitačné manévre okolo Venuše
Aby sa slnečná sonda Parker dostala čo najbližšie k Slnku, bude musieť počas nasledujúcich 7 rokov vykonať niekoľko asistenčných manévrov pomocou gravitácie okolo Venuše.
Po prvom prelete Venuše vstúpi sonda na eliptickú obežnú dráhu s periódou 150 dní (2/3 periódy Venuše), pričom keď dosiahne Venuša 2, urobí 3 obežné dráhy. Po druhom prelete sa perióda zníži na 130 dní. Za menej ako 2 dráhy (198 dní) sa kozmická loď stretne s Venušou po tretíkrát. Toto skráti obdobie na polovicu obdobia Venuše (112,5 dňa). V prípade štvrtého zasadnutia bude táto lehota už 102 dní. Po 237 dňoch sa sonda stretne s Venušou piatykrát a doba rotácie sa skráti na 96 dní (3/7 Venuše). Prístroj v tejto chvíli už vykoná 7 revolúcií, keď Venuša uskutoční iba 3. Šieste stretnutie sa uskutoční takmer dva roky po predchádzajúcom a skráti sa obdobie na 92 dní (2/5 Venušin). Po ďalších piatich revolúciách okolo Slnka sa sonda stretne s Venušou siedmy a poslednýkrát, čo skráti obdobie na 88 - 89 dní.čo vám umožní priblížiť sa ešte viac k slnku.
Najrýchlejšia kozmická loď v ľudskej histórii
Vďaka viacerým gravitačným asistenčným manévrom okolo Venuše bude kozmická loď schopná dosiahnuť rýchlosti 692 000 kilometrov za hodinu, rýchlejšie ako ktorákoľvek iná vesmírna sonda vyrobená človekom.
V tejto chvíli je najrýchlejšou kozmickou sondou sonda „Juno“, ktorá bola navrhnutá na štúdium Jupitera. Jeho súčasná rýchlosť je asi 266 tisíc kilometrov za hodinu. Kozmická loď Voyager 1, ktorá začala koncom 70. rokov dobývať medzihviezdny priestor a o 35 rokov neskôr opúšťa slnečnú sústavu, má rýchlosť približne 61 000 kilometrov za hodinu. Maximálna rýchlosť slnečnej sondy Parker sa viac ako zdvojnásobí v porovnaní s Juno a 11-krát s rýchlosťou Voyager 1.
Tepelný štít
Tepelný štít sondy je rovnako pôsobivý ako jej maximálna rýchlosť. Veľkosť slnečného štítu umiestneného v prednej časti prístroja má priemer 2,4 metra. Je navrhnutý tak, aby odrážal extrémne teplo z vedeckého vybavenia sondy. Hrúbka obrazovky je 11,5 centimetrov. Skladá sa z uhlíkovej kompozitnej peny vloženej medzi dve uhlíkové platne. Predná doska otočená k slnku je pokrytá špeciálnou bielou keramickou farbou, ktorá odráža teplo čo najúčinnejšie. Použitý materiál urobil štít celkom ľahkým. Jeho hmotnosť je iba 73 kilogramov.
V priestore môže byť teplota tisíce stupňov, ale konkrétny objekt sa nezahreje, pretože teplota je určená rýchlosťou častíc, zatiaľ čo teplo je merané celkovým množstvom energie, ktorú nesú. Častice sa môžu pohybovať rýchlo (vysoká teplota), ale ak ich je málo, bude málo energie (málo tepla). Vo vesmíre je málo častíc, takže len málo z nich dokáže preniesť energiu do prístroja.
Naj autonomnejšia kozmická loď
Jedno vysvetlenie účinnosti tepelného štítu spočíva vo veľmi „inteligentnom“softvéri, ktorý riadi kozmickú loď. Keď je sonda blízko Slnka, spojenie medzi ňou a Zemou bude jednostranne prerušené každých 8 minút. Počas tejto doby bude sonda schopná samostatne vykonať potrebné úpravy behom 10 sekúnd.
Tvorcovia sondy zaviedli do svojho softvéru úplne všetky možné scenáre vývoja udalostí, ktoré si dokázali predstaviť, takže zariadenie je schopné nezávisle meniť uhol sklonu a rotácie ochrannej obrazovky, ak je to potrebné.
Nicola Fox, výskumná spolupracovníčka projektu Parker Solar Probe Project, nazýva plavidlo „najautonómnejšou kozmickou loďou, akú kedy človek vytvoril.“
Unikátny náklad
V marci tohto roku NASA vyzvala verejnosť, aby sa zúčastnila akcie, na ktorej budú mená stoviek tisíc účastníkov umiestnené na pamätnej tabuli a zaslané na Slnko spolu so sondou. Jedným z účastníkov bol herec William Shatner, ktorý hral kapitána Kirka v epickom seriáli Star Trek. Celkovo vyše 1,1 milióna ľudí zaslalo žiadosti o pridanie svojho mena na typový štítok NASA.
„Toto je možno jedna z najambicióznejších a najextrémnejších spravodajských misií v dejinách ľudstva. Kozmická loď bude okrem toho niesť toľko mien ľudí, koľko podporujú misiu, “uviedla výskumná pracovníčka programu Nicola Fox.
Nikolay Khizhnyak