Місія NASA адправілася да Сонца. Навошта?

Касмічны зонд "Паркер", запушчаны 12 жніўня з мыса Канаверал пасля пераносу старту на суткі, павінен ўпершыню ў гісторыі праляцець скрозь сонечную карону, фактычна дакрануўшыся да нашай зоркі.

Ідэя падобнай місіі абмяркоўвалася з самага пачатку касмічнай эры, але ажыццявіць яе было немагчыма: на падлёце да Сонца любы апарат павінен элементарна расплавіцца і згарэць.
Толькі не так даўно тэхналогіі дазволілі абсталяваць зонд дастатковай цеплааховай, якая дазволіць яму некалькі разоў ушчыльную падляцець да распаленай атмасферы зоркі, дзе тэмпература дасягае сотняў тысяч градусаў.
"Мы дзесяцігоддзямі вывучалі Сонца — і нарэшце адпраўляемся туды, дзе ўсё адбываецца", — сказаў напярэдадні запуску адзін з кіраўнікоў праекта NASA Алекс Янг.
Нягледзячы на ​​адносную блізкасць — па касмічных мерках, вядома, — мы не так ужо і шмат ведаем пра нашу зорку.
Напрыклад, адна з галоўных загадак Сонца — чаму знешняя частка атмасферы зоркі ў сотні разоў гарачая, чым паверхня зоркі. Гэта ўсё роўна як калі б нам станавілася гарачэй па меры аддалення ад вогнішча.
Няўзброеным вокам з Зямлі мы можам назіраць толькі вельмі малую частку сонечнага выпраменьвання, таму Сонца ўяўляецца нам вельмі спакойным і нязменным дыскам.

Прыкладна так выглядае Сонца на самай справе, NASA

На самай жа справе яго ў самым прамым сэнсе бесперапынна разрываюць на часткі магутныя выбухі, у выніку чаго патокі зараджаных часціц і электрамагнітнага выпраменьвання — так званы сонечны вецер — разлятаюцца на мільярды кіламетраў вакол.
Гэта адкрыццё зрабіў у сярэдзіне XX стагоддзя амерыканскі астраном Юджын Паркер. Менавіта ў яго гонар названы апарат. 91-гадовы навуковец быў на месцы запуску і развітаўся з "Паркерам".
На Зямлі парывы ​​сонечнага ветру выклікаюць паўночныя ззянні, магнітныя буры і іншыя з'явы, вядомыя пад агульнай назвай "касмічнае надвор'е".
Падобныя ўспышкі не толькі ўплываюць на наша самаадчуванне, але і ўносяць перашкоды ў радыёсувязь, парушаюць працу спадарожнікаў, а часам прыводзяць да сур'ёзных збояў у электрасетках. У 1989 годзе, напрыклад, бура была настолькі магутнай, што сонечны вецер на некалькі гадзін цалкам абясточыў канадскую правінцыю Квебек, а паўночныя ззянні можна было назіраць у Фларыдзе і ў Тэхасе, дзе звычайна іх не бывае.


"Наш свет пастаянна абмываецца сонечнай энергіяй, — тлумачыць адзін з кіраўнікоў праекта з Універсітэта Джонса Хопкінса Нікі Фокс. — Але ў нас няма выразнага разумення, што за механізмы нясуць да нас сонечны вецер, і менавіта гэта мы збіраемся высветліць".
Аднак ёсць у місіі і зусім практычны сэнс. Навукоўцы спадзяюцца, што пры дапамозе гэтага даследавання яны змогуць лепш зразумець прыроду сонечнага ветру — і, магчыма, навучыцца прадказваць касмічнае надвор'е.
Напрыклад, у бліжэйшы час плануецца адправіць першых людзей на Марс. Місія працягнецца тры з паловай гады, і калі за час палёту на Сонца адбудзецца досыць інтэнсіўная ўспышка, то ўсё астранаўты загінуць. На Зямлі ад касмічнага выпраменьвання нас абараняе магнітасфэра планеты, у адкрытым жа космасе схавацца ад сонечнага ветру немагчыма — яго раптоўны парыў можа знішчыць электроніку карабля і выклікаць незваротныя мутацыі ў ДНК экіпажа.

У самае пекла

"Паркер" павінен адказаць на некалькі пытанняў — у прыватнасці, чаму паскараецца сонечны вецер, і як зараджаным часціцам атрымоўваецца дасягаць калясветлавых хуткасцяў. Для гэтага яму трэба будзе максімальна наблізіцца да Сонца, акунуўшыся ў верхнія слаі атмасферы зоркі.
Па словах адной з кіраўнікоў місіі Ніколін Віалл, "у нас ёсць магчымасць засунуць градуснік у самую карону (так называюць знешнія слаі атмасферы Сонца — Бі-бі-сі) і паглядзець, як падымаецца тэмпература".
Але як "засунуць градуснік" у Сонца так, каб ён не расплавіўся?
Ад пякучых прамянёў зонд атуліць беспрэцэдэнтная тэрмаахова: экран з шматслойнага вугляпластыку таўшчынёй каля 12 см і складаная сістэма з сямі датчыкаў, задача якой — аўтаномна, без сігналу з Зямлі, кантраляваць, каб апарат заўсёды быў павернуты да Сонца патрэбным, то бок абароненым, бокам.
Варта "Паркеру" хаця б часткова высунуцца за ахоўны экран — і апарат, на стварэнне і запуск якога выдаткавана 1,5 млрд даляраў, рызыкуе ў лепшым выпадку выйсці з ладу, а ў горшым — ператварыцца ў згустак плазмы.
Каб зразумець, як 12-сантыметровы экран можа абараніць ад разбуральнй спякоты зоркі, трэба памятаць пра розніцу паміж цяплом і тэмпературай. Тэмпература вымярае, наколькі хутка рухаюцца часціцы, а цяпло — агульная колькасць пераноснай імі энергіі. Часціцы могуць рухацца з неверагоднай хуткасцю (высокая тэмпература), але калі іх колькасць невялікая, то і перадаць шмат энергіі яны не змогуць. Напрыклад, вы можаце ненадоўга засунуць руку ў разагрэтую духоўку — але не ў кіпячую ваду.
У адкрытым космасе — ва ўмовах амаль поўнага вакууму — часціц, здольных разагрэць апарат, вельмі мала. Верхнія пласты сонечнай кароны надзвычай разрэджаны, і хоць тэмпература там дасягае мільёнаў градусаў, ахоўны экран "Паркера" нагрэецца толькі да 1300-1400 градусаў.
Пры гэтым сам апарат будзе працаваць у вельмі камфортных умовах каля 30 градусаў па Цэльсію, а "хвост" трохметровага зонда, адвернуты ад Сонца, і зусім будзе пагружаны ў сапраўдны касмічны холад — каля 130 градусаў ніжэй за нуль. Заднюю частку "Паркера" нават прыйдзецца награваць дадаткова, каб магла нармальна працаваць размешчаная там электроніка.
Паводле bbc.com