Parker Solar Probe — NASA:n aurinkoluotain Auringon koronan tutkimukseen
Parker Solar Probe — NASA:n aurinkoluotain tutkii Auringon koronaa 6,2 miljoonan km päästä. Nopein koskaan rakennettu alus paljastaa koronan salaisuudet ja avaruussään mysteerit.
Parker Solar Probe on NASA:n robottiavaruusluotain, joka on matkalla kohti Auringon ulointa koronaa. Se pääsee 8,86 Auringon säteen (6,2 miljoonan kilometrin) päähän Auringon "pinnasta", ja se on tällä hetkellä nopein koskaan rakennettu avaruusalus, joka kulkee lähimmässä lähestymisessä jopa 700 000 km/h (430 000 mph).
Tavoitteet
Parker Solar Probein pääasialliset tieteelliset tavoitteet ovat:
- selvittää, miten Auringon koronasta tulee paljon kuumempi kuin sen pinta (koronan lämmitys);
- ymmärrettää, miten aurinkotuuli kiihdytetään ja muotoutuu koronasta avaruuteen;
- tutkia, miten Auringon pinnalta lähtevät korkeaenergiset hiukkaset (aurinkotuulen ja purkausten aiheuttamat hiukkaset) kiihdyttyvät.
Laukaisu ja lento
Parker Solar Probe laukaistiin 12. elokuuta 2018 Delta IV Heavy -kantoraketilla Cape Canaveralista, Floridasta. Aluksen radan pienentämiseksi ja lähentämiseksi Aurinkoon käytetään useita Venus-lähilentoja (Gravitaatiapotkua), jotka vähentävät periheliä vaiheittain. Operaation alkuvaiheessa oli suunniteltu noin 24 kiertoa Auringon ympäri ja useita Venus-lähilentoja.
Mitta-instrumentit
Luotaimessa on useita instrumenttiryhmiä, jotka mittaavat sähkö- ja magneettikenttiä, hiukkasia sekä koronakuvia. Tärkeimpiä laitteita ovat muun muassa:
- FIELDS – mittaa sähkö- ja magneettikenttiä ja pienjännitehäiriöitä;
- SWEAP (Solar Wind Electrons Alphas and Protons) – mittaa aurinkotuulen elektroneja, alfahiukkasia ja protoneja;
- WISPR (Wide-field Imager for Parker Solar Probe) – tekee kuvia koronan rakenteista ja aurinkotuulen alkuvaiheista;
- ISʘIS (Integrated Science Investigation of the Sun) – tutkii korkeaenergiapartikkelien syntyä ja jakautumista.
Suojajärjestelmä ja toimintaympäristö
Luotain on suunniteltu kestämään äärimmäisiä lämpötiloja ja säteilyä. Sen tärkein suoja on lämpöeristetty hiilipohjainen suoja (Thermal Protection System, TPS), joka varjostaa herkät instrumentit Auringon suoralta säteilyltä. Suojan ulkoinen pinta voi kuumentua erittäin paljon, mutta sen taakse jäävät instrumentit pysyvät toimintalämpötiloissa.
Merkittäviä havaintoja ja saavutuksia
- Luotain ohitti useita kertoja lähelle Auringon pintaa ja teki ensimmäiset in situ -mittaukset koronan sisäosista, mukaan lukien Alfvén-kriittisen pinnan ylitykset, jolloin aurinkotuuli irtoaa koronasta ja muuttuu pysyvästi avaruusvirraksi.
- Parker havaitsi niin kutsuttuja "switchback"-rakenteita aurinkotuulen magneettikentässä — äkillisiä kentän käännöksiä ja kaistanomaisia virtauksen muutoksia, jotka ovat herättäneet paljon kiinnostusta koronan dynaamisesta käyttäytymisestä.
- Mittaukset auttavat selittämään, miten korona lämpiää ja miten hiukkaset kiihtyvät, mikä on tärkeää avaruussään ennustamiselle.
Nimi ja merkitys
Luotain on nimetty yhdysvaltalaisen aurinkofysiikan uranuurtajan, Eugene Parkerin mukaan. Parker ennusti aurinkotuulen olemassaolon jo 1950-luvulla, ja hänen teoreettiset työnsä ovat olleet keskeisiä nykymme ymmärrykselle Auringon ja heliosfäärin dynamiikasta.
Miksi tutkimus on tärkeää
Parker Solar Probe tuottaa tietoa, joka parantaa ymmärrystämme Auringon ja Maan välisten vuorovaikutusten taustamekanismeista. Parempi tuntemus koronan lämmitys- ja hiukkaskiihdytysmekanismeista johtaa luotettavampiin avaruussään malleihin, mikä auttaa suojaamaan satelliitteja, sähköverkkoja ja miehitettyjä avaruuslentoja aurinkomyrskyjen vaikutuksilta.
Seurantatiedot ja tieteelliset julkaisut jatkuvat, ja luotaimen mittaustiedot antavat tutkijoille arvokasta materiaalia Aurinkoa ja aurinkotuulta koskevien mallien kehittämiseen.
Yleiskatsaus
Se käynnistettiin 12. elokuuta 2018. Kyseessä oli ensimmäinen kerta, kun NASAn avaruusalus nimettiin elävän henkilön mukaan, ja se muistettiin fyysikko Eugene Parkeria.
Muistikortti, jossa oli yli 1,1 miljoonan ihmisen nimet, kiinnitettiin muistolaattaan ja asennettiin avaruusaluksen suurvahvistusantennin alapuolelle 18. toukokuuta 2018.
Kortissa on myös valokuvia Parkerista, joka on Chicagon yliopiston emeritusprofessori, ja kopio hänen vuonna 1958 julkaistusta tieteellisestä artikkelistaan.
Erikoismateriaalitekniikka
Koska luotain on niin lähellä Aurinkoa, sen lämpötila on erittäin korkea. Jotta luotain ei vahingoittuisi kuumassa ympäristössä, insinöörien oli suunniteltava erityinen suojus luotaimen herkkien komponenttien suojaamiseksi. Suojus koostuu viidestä kerroksesta. Uloin kerros on valkoinen keraaminen kerros, joka heijastaa auringonsäteitä. Heijastamalla säteet pois se estää kilpeä kuumenemasta liikaa. Toinen kerros on sulkukerros, joka yhdistää keraamisen kerroksen keskimmäiseen kerrokseen. Keskimmäinen kerros on hiili-hiililevy, joka on erittäin kevyt ja vahva. Tämä auttaa pitämään kilven yhtenä kappaleena. Neljäs kerros on hiilivaahto, joka on hyvin kevyt ja johtaa huonosti lämpöä. Tämäkin auttaa pitämään lämpötilan alhaisena. Viides ja viimeinen kerros on toinen hiililevy, joka tekee koko kilvestä riittävän jäykän avaruuslentoja varten.
Koska luotain laukaistiin raketista, oli erittäin tärkeää minimoida sen paino. Jos se olisi liian painava, raketti ei pystyisi laukaisemaan sitä riittävän kauas tehtävänsä loppuun saattamiseksi. Kilven hyvin suunniteltujen materiaalien ansiosta koko kilpi painaa vain 73 kg. Se on suunnilleen saman verran kuin keskimääräinen aikuinen ihminen.
Kysymyksiä ja vastauksia
Q: Mikä on Parker Solar Probe?
V: Parker Solar Probe on NASA:n robottiavaruusluotain, joka suuntaa kohti Auringon ulompaa koronaa.
K: Kuinka lähelle Auringon pintaa se pääsee?
V: Se pääsee 8,86 auringon säteen (6,2 miljoonan kilometrin) päähän Auringon "pinnasta".
K: Onko se tällä hetkellä nopein koskaan rakennettu avaruusalus?
V: Kyllä, se on tällä hetkellä nopein koskaan rakennettu avaruusalus, ja se kulkee lähimmillään jopa 700 000 km/h (430 000 mph).
K: Minkälainen tehtävä Parker Solar Probe on?
V: Parker Solar Probe -luotaimen tehtävänä on tutkia ja tutkia Auringon ulointa koronaa.
K: Mistä Parker Solar Probe laukaistiin?
V: Parker Solar Probe laukaistiin Cape Canaveralin ilmavoimien asemalta Floridasta elokuussa 2018.
K: Kuinka kauan se on ollut matkalla?
V: Se on matkustanut elokuusta 2018 lähtien, ja sen odotetaan saavuttavan tehtävänsä päätökseen vuoteen 2025 mennessä.
K: Kuinka paljon tietoa se kerää matkansa aikana? V: Parker Solar Probes kerää valtavia määriä tietoa aurinkotuulista ja muista tähtemme ilmakehään liittyvistä ilmiöistä matkansa aikana Auringon ympäri.
Etsiä