Solar probe "Parker" • Alexander Yarovitchchuk •ภาพทางวิทยาศาสตร์ในวัน "Elements" •ดาราศาสตร์

Solar probe “ปาร์กเกอร์”

ถาม: คุณส่งมันได้อย่างไร?
ตอบ: ไปในเวลากลางคืน! *
NASA Sun & Space Twitter

อัปเดต: การเปิดตัวถูกเลื่อนออกไปในหนึ่งวัน – ในวันที่ 12 สิงหาคมเวลา 3:31 น. ตามเวลา EDT (เวลา 10:31 นมอสโก) การเปิดตัวนี้ประสบความสำเร็จ

ภาพนี้แสดงยานอวกาศ NASA Parker Solar Probe ซึ่งเคลื่อนที่ออกจากโลก ถ้าทุกสิ่งทุกอย่างไปตามแผนจะเริ่มต้นการสำรวจแสงอาทิตย์ Parker ในวันนี้จาก Cosmodrome ที่แหลมคานาเวอรัลเวลา 3:33 น. EST (เวลา 10:33 น. ตามเวลามอสโคว์) และอีกไม่กี่ชั่วโมงต่อมาหลังจากแยกขั้นตอนจรวดทั้งหมด ผู้ให้บริการภาพวาดนี้จะสอดคล้องกับความเป็นจริง ดูการถ่ายทอดสดการเปิดตัว

อุปกรณ์นี้มีชื่อว่า American astrophysicist Eugene Parker (นี่เป็นกรณีแรกที่ภารกิจได้รับชื่อของบุคคลที่ยังมีชีวิตอยู่) ซึ่งงานหลัก ๆ ได้ทุ่มเทให้กับฟิสิกส์พลาสมาพลังงานแสงอาทิตย์และโดยเฉพาะอย่างยิ่งทำให้สามารถทำความเข้าใจเกี่ยวกับโคโรนาแสงอาทิตย์และพลังงานแสงอาทิตย์ได้ดีขึ้น ลม ผลที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งของปาร์กเกอร์คือการทำนายรูปทรงเกลียวของสนามแม่เหล็กสุริยะ ปรากฏการณ์เหล่านี้ได้รับการศึกษามานานกว่าครึ่งศตวรรษ แต่ยังไม่มีความเข้าใจว่าทำไมโคโรนาถึงร้อนกว่าแสงอาทิตย์มากและว่าลมสุริยะช่วยเร่งความเร็วเหนือเสียงได้อย่างไร

91 ปี Eugene Parker (อยู่ตรงกลาง) บนแผ่นเปิดตัวของภารกิจแบกชื่อของเขา ในพื้นหลังเป็นยานเดลต้า IV หนักเปิดกับการสอบสวนบนกระดาน ภาพถ่ายจาก NASA Twitter Sun & Space

นักวิทยาศาสตร์หวังว่าภารกิจของ Parker Solar Probe จะช่วยค้นหาคำตอบสำหรับคำถามเหล่านี้ สำหรับเรื่องนี้เขาจะได้ใกล้ชิดกับดวงอาทิตย์ในระยะทางที่บันทึกไม่ถึง 7 ล้านกิโลเมตรจากศูนย์กลางของดาวฤกษ์ของเรา เร็กคอร์ดปัจจุบัน – ประมาณ 44 ล้านกิโลเมตร – เป็นภารกิจของ Helios และตั้งขึ้นในช่วงครึ่งหลังของทศวรรษที่ 70 สำหรับการเปรียบเทียบ: พุธดวงอาทิตย์ประมาณ 46 ล้านกิโลเมตร

Spacecraft Parker Solar Probe ซึ่งติดตั้งอยู่บนเวทีที่สามบนเวที โล่ความร้อน TPS สามารถมองเห็นได้ด้านบนด้านซ้ายเป็นแผงเซลล์แสงอาทิตย์ 2 ดวง ภาพถ่ายจาก parkersolarprobe.jhuapl.edu

ดูเหมือนว่ามันง่ายที่จะบินไปใกล้ดวงอาทิตย์จากโลก แต่ก็ไม่ได้เป็นเช่นนั้นหรอก ความยากลำบากหลักคือการดับความเร็วของโลกด้วยตัวเองซึ่งเป็นทิศทางที่ตั้งฉากกับทิศทางของดวงอาทิตย์และส่งไปยังจรวดในขณะที่เปิดตัว และโลกบินเร็ว: ความเร็วเฉลี่ยประมาณ 30 กม. / วินาที Parker Solar Probe จะเปิดตัวหนึ่งจรวดที่ทรงพลังที่สุด Delta IV Heavy แต่ไม่ใช่จรวดตัวเดียวสามารถรับมือกับดาวเทียมได้อย่างรวดเร็วในทิศทางตรงกันข้ามและดับความเร็วของวงโคจรดังนั้นจึงมีการเลือกเส้นทางที่ค่อนข้างซับซ้อนสำหรับภารกิจนี้ (ดูวิดีโอ)

วงโคจรและช่วงเวลาสำคัญของเที่ยวบิน Parker Solar Probe การเปิดตัวครั้งนี้มีขึ้นในวันที่ 11 สิงหาคม 2018 ปลายเดือนกันยายนเป็นการสร้างสายสัมพันธ์กับดาวศุกร์เป็นจุดเริ่มต้นของเดือนพฤศจิกายนเป็นเรื่องเกี่ยวกับการพบปะครั้งแรกกับดวงอาทิตย์ในระยะทาง 24.8 ล้านกิโลเมตร ในตอนท้ายของเดือนธันวาคมปีพ. ศ. 2567 ควรมีการบรรจบกันสูงสุดกับดวงอาทิตย์ รูปภาพจาก parkersolarprobe.jhuapl.edu

ประการแรกอุปกรณ์จะอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ 24.8 ล้านกิโลเมตร (จะเกิดขึ้นในช่วงต้นเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2561) จากนั้นเขาจะต้องบินเป็นเวลาเจ็ดปีในวงโคจรรูปวงรีซึ่งใน aephelion เล็กน้อยจะไปไกลกว่าวงโคจรของวีนัส โดยรวมแล้วเขาจะทำ 24 orbits (และหากไม่มีอุบัติเหตุเกิดขึ้นอีกแล้ว) รอบ ๆ ดวงอาทิตย์โดยที่ 7 ที่มีการใช้ประลองยุทธ์แรงโน้มถ่วงเกิดขึ้นใกล้กับวีนัส แต่ละคนมีการปรับวงโคจรของเครื่องลดลงเล็กน้อยทำให้ระยะเวลาและระยะห่างของมันลดลงไปที่ดวงอาทิตย์ในระยะใกล้เคียง ดังนั้นในตอนท้ายของปีพ. ศ. 2567 อุปกรณ์จะบรรลุเป้าหมายและเดินเข้าไปในวงโคจรรอบดวงอาทิตย์ที่ลึกที่สุด "ดำน้ำ" ลึกลงไปในโคโรนาแสงอาทิตย์ ในเวลาเดียวกันมันจะกลายเป็นวัตถุที่มนุษย์สร้างขึ้นโดยเร็วที่สุด – ทั้งสองประลองยุทธ์แรงโน้มถ่วงจะเร่งให้เกือบ 200 กม. / s เมื่อเทียบกับดวงอาทิตย์

ความยากลำบากอีกประการหนึ่งคือการไหลของรังสีจากดวงอาทิตย์ที่ใหญ่ (นับร้อย ๆ ครั้งมากกว่าโลก)ถ้าคุณไม่ปิดบังอุปกรณ์เลยการบรรจุของมันจะร้อนได้ถึง 1,400 ° C ในขณะที่กำลังเข้าใกล้ดวงอาทิตย์และเครื่องมือที่ซับซ้อนทั้งหมดจะล้มเหลว เพื่อป้องกันความร้อนที่ใช้ – Thermal Protection System (TPS) ประกอบด้วยสามชั้น: ชั้นกลาง – 4.5 นิ้ว (11.43 ซม.) ของโฟมคาร์บอนไฟเบอร์ที่มีการนำความร้อนต่ำ – ล้อมรอบด้วยวัสดุคอมโพสิตคาร์บอน – คาร์บอนบาง ๆ สองชั้น (แกรไฟต์เมทริกซ์เสริมด้วยเส้นใยคาร์บอนดูคาร์บอน – คาร์บอนเสริม ) พื้นผิวด้านนอกปกคลุมด้วยวัสดุเซรามิคสีขาวบาง ๆ ที่สะท้อนแสงได้ดีซึ่งไม่ถูกทำลายโดยอุณหภูมิและรังสีสูง TPS เช่นร่มครอบคลุมอุปกรณ์จากดวงอาทิตย์และส่วนใหญ่ของอุปกรณ์จะถูกซ่อนไว้เบื้องหลัง (แผงเซลล์แสงอาทิตย์เช่นจะแฉเมื่ออุปกรณ์ถูกลบออกจากดวงอาทิตย์และพับภายใต้ร่มนี้เมื่อใกล้ดวงอาทิตย์) เพื่อลดความร้อนจากหน้าจอตัวเองจะเชื่อมต่อกับชุดเครื่องมือที่มีโครงถักแบบพิเศษที่มีเพียงหกจุดที่แนบมา เพื่อให้แน่ใจว่าอุปกรณ์ถูกส่งไปยังดวงอาทิตย์ตลอดเวลาโดยด้านที่ได้รับการป้องกันระบบนำทางอัตโนมัติหลายระบบ

ติดตั้งแผ่นป้องกันความร้อนบน Parker Solar Probe

นอกเหนือจากหน้าจอ TPS ระบบระบายความร้อนด้วยระบบการไหลเวียนของน้ำช่วยควบคุมอุณหภูมิปกติของอุปกรณ์ อยู่เบื้องหลังโล่เป็นบล็อกของหม้อน้ำ (ส่วนสีดำขนาดใหญ่ในส่วนบนของเครื่อง) พวกเขาต้องเปล่งความร้อนส่วนเกินลงในอวกาศ จากด้านในหม้อน้ำจะถูกเย็บโดยระบบท่อที่ไหลเวียนของน้ำผ่านการแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างส่วนต่างๆของอุปกรณ์ถ้าจำเป็นให้ความร้อนถูกดึงออกและหากจำเป็นต้องอุ่นขึ้นบางส่วน (และชิ้นส่วนในที่ร่มอาจเย็นลงถึง -140) ° C) น้ำจะถ่ายเทความร้อนไปยังที่ที่เหมาะสม

เครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ที่ติดตั้งอยู่บนหัววัด Parker ได้รับการออกแบบเพื่อทำการทดลองหลัก 4 อย่างคือ FIELDS, IS☉IS, WISPR, SWEAP

เป็นส่วนหนึ่งของการทดสอบ FIELDS (สนามแม่เหล็กไฟฟ้าสืบสวน) มีการวางแผนที่จะดำเนินการวัดโดยตรงของสนามแม่เหล็กโดยใช้ magnetometers ติดตั้ง ร่วมกับข้อมูลเกี่ยวกับการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าในแถบคลื่นวิทยุจากเสาอากาศสองเมตรยาวห้าเมตรรวมทั้งความหนาแน่นและอุณหภูมิของพลาสมาซึ่งจะได้รับในการทดลองเดียวกันนี้เป็นไปได้ที่จะสร้างบทบาทในการให้ความร้อนของโคโรนาของปรากฏการณ์ดังกล่าวเป็นคลื่นกระแทกเหนือเสียง , magnetosonic และ Alfven คลื่น

ตำแหน่งของเครื่องทดสอบ FIELDS – เสาอากาศห้าเมตรสองอันและเครื่องวัดความสามมิติสามตัว

วัตถุประสงค์ของการทดลอง IS☉IS การตรวจสอบอิเล็กตรอนโปรตอนและไอออนหนักเร่งพลังงานสูงในบรรยากาศแสงอาทิตย์รวมทั้งการกำหนดความเข้มสเปกตรัมพลังงานองค์ประกอบและการกระจายเชิงมุมของพวกเขา การวัดเหล่านี้จะช่วยในการศึกษาเพิ่มเติมถึงปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับสภาพอากาศในอวกาศ ได้แก่ การหลุดออกของมวลโคโรนาแสงจากแสงอาทิตย์การเจาะรูชเวียนและการเร่งความเร็วของลมสุริยะ (ดูรูป "ลมสุริยะ")

ตำแหน่งของเครื่องวิเคราะห์มวลอากาศเวลา EPI-Lo และ EPI-Hi IS☉IS

เป็นส่วนหนึ่งของการทดสอบ WISPr (กล้องถ่ายภาพสนามกว้างสำหรับ Solar PRobe) กล้องโทรทรรศน์แสงจะได้รับภาพละเอียดและลึกของโคโรนาแสงอาทิตย์ ควรช่วยค้นหาการเชื่อมต่อระหว่างปรากฏการณ์ต่างๆบนดวงอาทิตย์และความร้อนของโคโรนาและตรวจหาอาการของผลกระทบจากความร้อนเช่นการกระพริบของจุลภาค (ดู Nanoflares)

ตำแหน่งของกล้องมุมกว้าง WISPR เพื่อป้องกันแสงที่มากเกินไปมีการผสมผสานและหน้าจอจำนวนมาก

วัตถุประสงค์ของการทดลอง SWEAP (Solar Wind Electrons and Protons) – ประมาณจำนวนอนุภาคของพลาสมาพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีประจุไฟฟ้า (อิเล็กตรอนโปรตอนและไอออนหนัก) และวัดความเร็วค่าความหนาแน่นและอุณหภูมิการทดลองนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อค้นหาและติดตามกลไกการเร่งลมสุริยะรวมทั้งการค้นหาการเชื่อมต่อของกลไกเหล่านี้ด้วยกระบวนการที่ใช้งานอยู่บนดวงอาทิตย์และด้วยกระบวนการความร้อนแบบโคโรนา พารามิเตอร์บางตัวถูกวัดโดยวิธีอื่นในการทดสอบของIS☉IS งานร่วมกันของIS☉ISและ SWEAP จะช่วยให้สามารถปรับข้อมูลของทั้งสองการทดลองได้

เครื่องมือทดสอบแบบ SWEAP: กระบอกสูบ Faraday (SPC) และเครื่องวิเคราะห์ไฟฟ้าสถิตแบบหลายทิศทาง 2 ตัว (ดูวิเคราะห์ด้วยไฟฟ้าสถิต) – Span-A และ Span-B

และแน่นอนว่า Parker Solar Probe ยังรอการค้นพบใหม่อยู่ซึ่งเป็นไปไม่ได้ที่จะคาดการณ์ได้

รูปภาพจาก parkersolarprobe.jhuapl.edu

เกี่ยวกับภารกิจของ Parker และความหวังของนักดาราศาสตร์โปรดดูที่:
ไปทางลมสุริยะ

อเล็กซานเด Yarovitchchuk


* – สหพันธ์ cosmonauts! ชาวอเมริกันลงจอดบนดวงจันทร์ เราได้รับคำปรึกษาจากที่นี่และตัดสินใจว่าคุณจะบินไปยังดวงอาทิตย์!
– ดังนั้นเราจะเผาไหม้ Leonid Ilyich!
– อย่ากลัวเพื่อนร่วมงานปาร์ตี้คิดถึงทุกสิ่งทุกอย่าง คุณจะบินในเวลากลางคืน


Like this post? Please share to your friends:
ใส่ความเห็น

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: