NASA forbereder seg på å lansere en historisk sonde for å "berøre solen" - som forskere håper vil knekke flere tiår lange mysterier om stjernen vår - i begynnelsen av august.
Oppdraget, kalt Parker Solar Probe, vil løpe rundt solen 24 ganger, og fly innen stjernens milliongrad atmosfære, kalt corona.
Romfartøyets skremmende flyplan er ikke bare en vågal lark; Det er en nødvendighet å svare på spørsmål om solen som har stukket forskere i flere tiår. I noen tilfeller vil svarene deres påvirke livene våre på jorden. Men forskere drar også fordel av praktisk tilgang til solen for å forstå alle stjerner med fullmakt.
"Vi trenger å gå til koronaen fordi vi har gjort så mye vitenskap ved å se på stjernen," sa prosjektforsker Nicola Fox, en solforsker ved Johns Hopkins University, 20. juli under en NASA-nyhetskonferanse om det kommende oppdraget. "Vi har sett på det på hver annen måte du kan forestille deg, hver bølgelengde; vi har reist utover bølgen av Merkur til og med. Men vi trenger å komme inn i denne handlingsregionen og inn i regionen der alle disse mysteriene virkelig er forekommende ". [Nytt blikk i solens atmosfære gir ledetråder om mystisk solvind]
Å løse tre mysterier
For det første vil oppdraget hjelpe forskere til å forstå koronaen selv - spesielt hvordan varme beveger seg gjennom solens atmosfære. Akkurat nå virker den varmestrømmen motsatt: Koronaen kan nå temperaturer som er omtrent 300 ganger varmere enn solens overflate, til tross for at den er lenger borte fra reaksjonene som styrer stjernen.
"Det er et veldig rart, ukjent miljø for oss," sa Alex Young, en solforsker ved NASA, under nyhetskonferansen. "Vi er vant til at ideen om at hvis jeg står ved siden av et bål og går bort fra det, blir det kjøligere - men det er ikke det som skjer på solen."
Sondens andre oppgave er å studere det forskerne kaller solvinden - en flom av sterkt ladede partikler som strømmer ut av solen og krysser hele solsystemet, og danner boblen som markerer vårt nærområde av rom.
Men forskere jobber fremdeles for å prøve å forstå nøyaktig hvordan det fungerer, og igjen, det er noe veldig rart som skjer - solvinden på en eller annen måte gir fart til supersonisk. "Solvinden går fra en slags jevn bris til en faktisk supersonisk strøm fra koronaen som går til millioner av kilometer i timen," sa Young. Forskere håper at sondens målinger når den flyr både rett inn i solvinden og langs strømmen vil hjelpe dem med å løse dette mysteriet.
Til slutt vil sonden undersøke en enda mer dramatisk konsekvens av å bo i nærheten av stjernen vår, som av og til spretter ut plasskotter ut i verdensrommet. "Solen kan sprenge ut disse enorme klatter med materiale - milliarder av tonn solatmosfære gjenget med solmagnetisk felt som reiser bort fra solen på millioner av kilometer i timen," sa Young.
Disse raserianfallene forårsaker en samling fenomener forskere kaller romvær, og hvis de er dramatiske nok, kan utbruddene være farlige for astronauter og satellitter i deres vei - og spesielt sterke kan slå ut strømnett her på jorden. Forskere har noen teknikker for å forutsi romværets ekvivalent til tornadoer og orkaner, men de håper oppdraget vil gjøre disse spådommene mer nøyaktige.
Og hvis du bare er her for de vakre bildene, ikke bekymre deg; NASA har ordnet med noen av de også. Sonden inneholder et kamera som vil vise prosjektforskere romfartøyets utsikt som flyr gjennom koronaen. Det vil bety bilder ikke av solens overflate, men av selve koronaen, med bilder som ligner mer på de som er produsert på jorden under en total solformørkelse. [Se solens unnvikende Corona vises i Time-Lapse-solformørkelsesvideo]
Forsinket for teknologi
Forskere har kjempet med disse spørsmålene i flere tiår, men uten ressurser til å virkelig nå ut til stjernene. For det trengte de å vente på at teknologi for å gjøre Parker Solar Probe til en realitet.
Den viktigste delen av denne teknologien er varmeskjoldet, som de fleste av romfartøyets instrumenter er avhengige av som beskyttelse mot den svimlende solvarmen. Det er en merkelig formet, upretensiøs utseende plate av nøye konstruerte karbonmaterialer, men den gjør jobben sin: Når temperaturene foran på skjoldet treffer 2500 grader Fahrenheit (1370 grader celsius), er ryggen bare 600 grader F (315 grader C) ) - og instrumentene i seg selv holder seg på en lun 85 grader F (30 C).
Romfartøyets instrumenter vil bli drevet av solcellepaneler, men disse panelene måtte tilpasses for å styre den overveldende inngangen som er tilgjengelig så nær solen. "Solceller trenger å holde seg kalde; de liker ikke å overopphetes, og hvis de gjør det, fungerer de ikke," sa Fox. Det innebar å designe selvkjølende paneler som romskipet kan justere på egen hånd, og tette de fleste panelene bak varmeskjoldet når det trengs.
Et tredje viktig fremskritt var å sørge for at sonden kunne ta vare på seg selv uten mye menneskelig innspill. Sonden vil være på yttersiden av solen under dens nærmeste innfallsvinkler, uten noen måte å ringe hjem på hvis noe går galt - og selv når det kan få et signal ut, vil det møte et 16-minutters kommunikasjonsforsinkelse på tur og retur.
"Jeg liker å tenke på henne [Parker] som et uavhengig romfartøy," sa Fox. "Hun er høyt, veldig autonom. Hun må passe seg selv når hun er i dette koronale området; det er ingen personer i løkka." Det betyr at romfartøyet automatisk kan bestemme når det må skiftes posisjon i rommet på grunn av hvor mye sol enkelte deler av romfartøyet mottar. [Touching the Sun: NASA Mission omdøpt til "Parker Solar Probe"]
Ser fremover
Parker Solar Probe er på NASAs Kennedy Space Center, fullpakket og klar for lansering, til tross for at små problemer forsinker oppskytningen med en uke, inkludert tillegg av et sekund, backup-sett med temperatursensorer etter bekymring om at det opprinnelige settet ville fungere.
Nå er romskipet klart til å gå. "Vi har gjort alt arbeidet, alle sjekkene; hun ser til slutt akkurat ut som jeg forventet at hun skulle se fra alle PowerPoint-presentasjonene jeg så for 10 år siden," sa Fox. "Hun er kneppet opp, ser vakker og helt klar til å ta flyet."
Romfartøyet er nå planlagt for et lanseringsvindu som åpnes 6. august kl 04:08 EDT (0808 GMT) og stenger 19. august. Det vil forlate Jorden ombord i en United Launch Alliance Delta IV rakett med to etapper, og en tredje akselerasjonsstadium vil bli utløst i verdensrommet.
All den kraften er nødvendig for å sette romskipets vei mot solen. "Vi trenger å gå så fort fordi vi må miste innflytelsen fra jorden," sa Fox. "Vi ønsker ikke å reise rundt med jorden; vi vil være i stand til å gå inn mot solen."
Når romfartøyet har sluppet unna Jordens trekk, vil det fly mot Venus og sløyfe planeten rundt seks uker etter oppskytingen for å bremse ned og komme hjem i solen. Deretter går det mot solen. Sonden vil lage 24 baner rundt solen, ispedd seks ytterligere justeringer som bruker Venus 'innflytelse for å tømme sonden nærmere stjernen.
Banene er formet som blomsterblad, hvor sonden samler mesteparten av dataene sine i 11-dagers spurts mens den ligger innen en fjerdedel av avstanden til jorden, og sender deretter informasjonen hjem under den fjerne delen av løkken. Under den nærmeste tilnærmingen vil sonden fly bare 6,83 millioner miles (6 millioner kilometer) over solens overflate med en hastighet på 700.000 km / t, noe som vil gjøre det til den raskeste menneskeskapte gjenstanden.
Endelig, rundt syv år etter oppskytningen, vil romskipet gå tom for drivstoffet den bruker for å justere kroppen og holde sensitive instrumenter utenfor brunt av solens varme. Og det vil være begynnelsen på slutten for Parker Solar Probe.
"På det tidspunktet vil deler av kroppen som ikke er designet for å se hele solmiljøet se det, romskipet vil begynne å gå i stykker, og så blir det gradvis og gradvis mindre," sa Fox. "Jeg liker romantisk å tro at hun vil bli en del av koronaen og bane solen for alltid."
