Wenn Sie genug von unseren Artikeln gelesen haben, wissen Sie, dass ich eine unangenehme Allianz mit der Sonne habe. Sicher, es liefert die Energie, die wir für alles Leben auf der Erde brauchen. Aber es ist eine große, laufende thermonukleare Reaktion, und sie ist genau da! Sobald wir die Fusion bekommen, Sun, in ungefähr 30 Jahren oder so, sage ich Ihnen, werden wir diejenigen sein, die lachen.
Aber um ehrlich zu sein, wir haben noch so viele Fragen zur Sonne. Zunächst einmal verstehen wir den Sonnenwind, der aus der Sonne strömt, nicht vollständig. Dieser ständige Wind geladener Teilchen weht ständig in den Weltraum, aber manchmal ist er stärker und manchmal schwächer.
Welche Faktoren tragen zum Sonnenwind bei? Und wie Sie wissen, sind diese geladenen Teilchen weder für den menschlichen Körper noch für unsere kostbare Elektronik gesund. Tatsächlich gibt die Sonne gelegentlich enorme Explosionen ab, die unsere Satelliten und Stromnetze beschädigen können.
Wie können wir die Intensität vorhersagen, um besser auf gefährliche Sonnenstürme vorbereitet zu sein? Vor allem die Ereignisse der Carrington-Klasse, die große Teile unserer modernen Gesellschaft zerstören könnten.
Das vielleicht größte Mysterium der Sonne ist die Temperatur ihrer Korona. Die Oberfläche der Sonne ist heiß, etwa 5.500 Grad Celsius. Aber wenn man in die Atmosphäre der Sonne, in ihre Korona, aufsteigt, springt die Temperatur über eine Million Grad.
Die Liste der Geheimnisse ist lang. Und um zu verstehen, was vor sich geht, müssen wir der Sonne viel näher kommen.
Gute Nachrichten, die NASA hat eine neue Mission in Arbeit, um genau das zu tun.
Das Parker Solar Probe-Logo. Bildnachweis: NASA/JHUAPL
Die Mission heißt Parker Solar Probe. Letzte Woche hieß es eigentlich Solar Probe Plus, aber dann hat die NASA es umbenannt, und das erinnerte mich daran, ein Video darüber zu drehen.
Es ist ziemlich normal, dass die NASA ihre Raumsonde umbenennt, normalerweise nach einem toten Astronomen / Weltraumwissenschaftler wie Kepler, Chandra usw. Dieses Mal haben sie sie jedoch nach einem legendären Sonnenastronomen Eugene Parker umbenannt, der einen Großteil unserer modernen Denkweise entwickelt hat der Sonnenwind der Sonne. Parker ist gerade 90 Jahre alt geworden und dies ist das erste Mal, dass die NASA es nach einem lebenden Menschen benannt hat.
Wie auch immer, zurück zum Raumschiff.
Die Mission soll Anfang August 2018 auf einem Delta IV Heavy starten, also sind wir zu diesem Zeitpunkt noch mehr als ein Jahr entfernt. Wenn dies der Fall ist, wird es das Raumschiff auf einer sehr ungewöhnlichen Flugbahn durch das innere Sonnensystem transportieren.
Das Problem ist, dass die Sonne eigentlich ein sehr schwer zu erreichender Ort ist. Tatsächlich ist es der am schwersten zu erreichende Ort im gesamten Sonnensystem.
Denken Sie daran, dass sich die Erde mit einer Geschwindigkeit von 30 km/s um die Sonne bewegt. Das ist fast dreimal die Geschwindigkeit, die es braucht, um in eine Umlaufbahn zu gelangen. Das ist viel Geschwindigkeit.
Um in die Nähe der Sonne zu kommen, muss die Sonde Geschwindigkeit verlieren. Und um dies zu tun, wird es Gravitationsschleudern mit der Venus verwenden. Wir haben in der Vergangenheit über Gravitationsschleudern gesprochen und wie Sie sie verwenden können, um ein Raumfahrzeug zu beschleunigen, aber Sie können tatsächlich das Gegenteil tun.
Die Parker Solar Probe wird in die Schwerkraft der Venus fallen und der Venus Orbitalgeschwindigkeit verleihen. Dies wird es auf eine neue Flugbahn bringen, die es näher an die Sonne bringt. Es wird in 7 Jahren insgesamt 7 Vorbeiflüge machen, von denen jeder seine Flugbahn optimiert und etwas von diesem Orbitalimpuls verliert.
Die Flugbahn der Parker Solar Probe einschließlich Venus-Vorbeiflügen. Bildnachweis: NASA/JHUAPL
Wissen Sie, Orbitalmanöver zu erklären ist schwierig. Ich empfehle Ihnen dringend, Kerbal Space Program auszuprobieren. Ich habe mehr über die Orbitalmechanik gelernt, indem ich dieses Spiel ein paar Monate lang gespielt habe, als in fast zwei Jahrzehnten Weltraumjournalismus. Gehen Sie voran, versuchen Sie, zur Sonne zu gelangen, ich fordere Sie heraus.
Wie auch immer, mit jedem Vorbeiflug an der Venus wird die Parker Solar Probe der Sonne immer näher kommen, bis in die Umlaufbahn des Merkur. Weit näher als je ein Raumschiff der Sonne genähert hat. An seinem nächsten Punkt wird er nur 5,9 Millionen Kilometer von der Sonne entfernt sein. Nur zum Vergleich: Die Umlaufbahn der Erde beträgt durchschnittlich etwa 150 Millionen Kilometer. Das ist knapp.
Und während ihrer gesamten Mission soll die Raumsonde insgesamt 24 vollständige Umlaufbahnen um die Sonne machen und diese Plasmakugel aus jedem Blickwinkel analysieren.
Die Umlaufbahn ist auch stark elliptisch, was bedeutet, dass sie an ihrem nächsten Punkt wirklich sehr schnell ist. Fast 725.000 km/h.
Um den intensiven Temperaturen in der Nähe der Sonne standzuhalten, hat die NASA die Parker Solar Probe so konstruiert, dass sie Wärme abgibt. Er ist mit einem 11,5 cm dicken Schild aus Carbon-Composite ausgestattet. Für diese kurze Zeit, die es sehr nahe an der Sonne verbringt, wird das Raumfahrzeug den Schild aufrecht halten und diese Wärme daran hindern, den Rest seiner Instrumente zu erreichen.
Und es wird heiß. Die Rede ist von mehr als 1.300 Grad Celsius, das ist etwa 475-mal so viel Energie, wie ein Raumschiff hier auf der Erde erhält. Im äußeren Sonnensystem besteht das Problem darin, dass es einfach nicht genug Energie gibt, um Sonnenkollektoren anzutreiben. Aber wo Parker hingeht, ist einfach zu viel Energie.
Jetzt haben wir über die technischen Schwierigkeiten gesprochen, ein Raumfahrzeug so nah an die Sonne zu bringen, lassen Sie uns über die Wissenschaft sprechen.
Koronale Löcher sind Regionen in der Sonnenatmosphäre oder Korona, in denen Sonnenplasma direkt in den Weltraum strömen kann. Oftmals wird ein Loch ein paar Umdrehungen machen, was ungefähr alle 4 Wochen zu wiederholten Polarlichtern führt. Bildnachweis: NASA
Die größte Frage, die Astronomen lösen möchten, ist, wie die Korona so heiß wird. Die Oberfläche hat eine Temperatur von 5.500 Grad Celsius. Wenn Sie sich von der Sonne entfernen, erwarten Sie, dass die Temperatur sinkt. Und das tut es auf jeden Fall, wenn Sie die Erdumlaufbahn erreicht haben.
Aber die Korona der Sonne oder ihre äußere Atmosphäre reicht Millionen von Kilometern in den Weltraum. Sie können es während einer Sonnenfinsternis als dieses schwache Leuchten um die Sonne sehen. Statt zu sinken, steigt die Temperatur auf über eine Million Grad.
Was könnte dies verursachen? Es gibt ein paar Ideen. Von der Sonne abgestoßene Plasmawellen könnten sich zusammenballen und ihre Wärme an die Korona abgeben. Sie könnten auch das Kreuzen von magnetischen Feldlinien bekommen, die Mini-Flares innerhalb der Korona erzeugen und sie aufheizen.
Das zweite große Mysterium ist der Sonnenwind, der Strom geladener Protonen und Elektronen, der von der Sonne kommt. Anstelle eines ständig wehenden Windes kann es schneller oder langsamer gehen. Und wenn sich die Geschwindigkeit ändert, ändert sich auch der Inhalt des Windes.
Da ist der langsame Wind, der nur 1,1 Millionen km/h schnell macht und aus den äquatorialen Regionen der Sonne zu kommen scheint. Und dann der schnelle Wind, der aus koronalen Löchern zu kommen scheint, kühleren Teilen in der Sonnenkorona, und kann mit 2,7 Millionen km/h fahren.
Warum ändert sich die Sonnenwindgeschwindigkeit? Warum ändert sich seine Konsistenz?
Die Instrumente von Parker Solar Probe. Bildnachweis: NASA/JHUAPL
Die Parker Solar Probe ist mit vier Hauptinstrumenten ausgestattet, von denen jedes Daten von der Sonne und ihrer Umgebung sammelt.
Das FIELDS-Experiment wird die elektrischen und magnetischen Felder und Wellen um die Sonne messen. Wir wissen, dass ein Großteil des Verhaltens der Sonne durch die komplexe Wechselwirkung zwischen geladenem Plasma in der Sonne bestimmt wird. Tatsächlich sind sich viele Physiker einig, dass die Magnetohydrodynamik leicht eines der kompliziertesten Gebiete ist, in die man einsteigen kann.
Die integrierte wissenschaftliche Untersuchung der Sonne oder ISOIS (was meiner Meinung nach eine Umbenennung erfordert) misst die geladenen Teilchen, die von der Sonne strömen, während regelmäßiger Sonnenaktivität und während gefährlicher Sonnenstürme. Können wir eine Warnung erhalten, bevor diese Ereignisse eintreten, damit Astronauten mehr Zeit haben, sich selbst zu schützen?
Wide-Field Imager für Solar PRobe oder WISPR ist sein Teleskop und seine Kamera. Es werden hochaufgelöste Nahaufnahmen der Sonne und ihrer Korona sein, die unsere kollektiven Köpfe umhauen werden … hoffe ich. Ich meine, wenn es nur ein Haufen interessanter Daten und keine schönen Bilder sind, wird es schwierig, coole Videos zu machen, die die Ergebnisse der Mission zeigen. Du hörst mich NASA, wir wollen Bilder und Videos. Und Wissenschaft, klar.
Und dann wird die Solar Wind Electrons Alphas and Protons Investigation (SWEAP) Art, Geschwindigkeit, Temperatur und Dichte der Teilchen um die Sonne messen, um uns zu helfen, die Umgebung um sie herum zu verstehen.
Eine interessante Randnotiz: Die Raumsonde wird an Bord einen winzigen Chip mit Fotos von Eugene Parker und einer Kopie seines Originalpapiers von 1958 über den Sonnenwind der Sonne mitführen.
Die Parker Solar Probe umkreist die Sonne. Bildnachweis: NASA/JHUAPL
Ich weiß, dass wir noch mehr als ein Jahr vom Start entfernt sind und noch einige Jahre, bis die wissenschaftlichen Daten einfließen. Aber Sie werden in Kürze mehr und mehr über diese Mission hören, und ich bin ziemlich gespannt, was sie tut erreichen. Bleiben Sie also auf dem Laufenden, und sobald die Wissenschaft Einzug hält, werden Sie sicher noch viel mehr darüber hören.
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