Солнечный зонд Паркер, приближающийся к Солнцу, в представлении художника. Паркер, который запустят в 2018 году, обеспечит нам новые данные по солнечной активности и сделает важный вклад в нашу возможность предсказывать основные события мира космической погоды, влияющие на жизнь на Земле
На это ушло 60 лет, но учёные с инженерами, наконец, готовы достать до звёзд – то есть, до нашей звезды. И они уверены, что не сгорят.
Этим летом НАСА запустит солнечный зонд Паркер, впечатляюще устойчивый к жаре космический корабль, предназначенный для самого близкого подлёта к поверхности Солнца из всех, на которые осмеливались корабли до него. Он пролетит на расстоянии в 6 млн километров от обжигающей поверхности, более чем в семь раз ближе, чем предыдущий корабль. Если всё пройдёт по плану, то во время близких подлётов корабль будет шпарить со скоростью 724 205 км/ч, и нести на себе единственный в своём роде тепловой щит, направленный точно к поверхности. Через семь лет он сделает 24 оборота вокруг Солнца и пройдёт мимо Венеры семь раз.
За это время Паркер соберёт целую плеяду данных, которые помогут ответить на самые горячие вопросы учёных – а также решить обжигающие загадки – связанные с шаром горячей плазмы, освещающим нашу Солнечную систему. А именно, он попробует помочь нам, наконец, понять, почему атмосфера Солнца в 300 раз горячее поверхности, имеющей приятную температуру в 5727 °C. Этот факт опровергает базовую физику, и не объяснён по сей день. Одна из ведущих гипотез смены температуры принадлежит знаменитому физику [и астроному] Юджину Паркеру, в честь которого назван зонд. В середине 1950-х Паркер предположил, что перегретую корону Солнца можно объяснить сложной системой из плазмы, магнитных полей и энергетических частиц, порождающих солнечные взрывы, именуемые "нановспышками".
Учёные жаждут данных, которые можно получить, подойдя поближе к этим потенциально происходящим взрывам, а также к каскаду энергии под названием "солнечный ветер". С этими данными они смогут проверить свои гипотезы. А кроме понимания температуры короны, данные по этим солнечным явлениям могут помочь прояснить плохо понимаемую космическую погоду, способную учинить разрушения среди спутников и линий электропередач на Земле.
В целом, солнечный зонд Паркер «самая крутая и горячая миссия под Солнцем», — сказала Ники Фокс репортёрам на пресс-показе космического корабля в Центре космических полётов Годдарда. Фокс – научный руководитель проекта солнечного зонда, работающая в Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса. Она представила миссию, как «первая встреча человечества со звездой», являющуюся «экстремально исторической».
Первая идея достичь Солнца при помощи космического корабля родилась примерно в 1958 году, ещё до начала работы НАСА, отметила она. Но потребовалось шесть десятилетий, чтобы технология догнала мечты учёных. Солнечный зонд Паркер – реализация этих идей, вооружённая матерью всех тепловых щитов.
Принимая огонь на себя
Поверхность космического корабля переживёт зверские температуры при помощи углеродно-композитного щита толщиной 11,4 см, покрытого белой керамикой. Внешний белый слой позволит зонду отражать как можно больше излучения. На близких подходах внешний слой столкнётся с температурами порядка 1400 °C. Но то, что под ним, будет поддерживать гораздо меньшую температуру в 315-371 °C, согласно ведущему инженеру Бетси Конгдон.
Щит находится на огромном радиаторе, построенном на титановой раме. Структура удержит полезную нагрузку космического корабля в прохладной тёмной тени во время проходов корабля мимо Солнца. На самом деле учёные и инженеры, создававшие корабль, больше беспокоились по поводу того, чтобы их научные инструменты и оборудование не замёрзли, а не из-за того, что они могут расплавиться во время миссии. Во избежание этого инструменты завёрнуты в термоизоляцию и соединены с обогревателями, работающими на солнечной энергии. Это удержит инструменты при приятной температуре в 28 °C.
Звёздная энергия
Солнечные панели, питающие эти инструменты – а также и другую электронику на борту – расположены на откидных крыльях, простирающихся наружу из-под радиатора. Эти массивы специально разработаны так, чтобы, будучи подверженными интенсивному излучению, выдерживать жару при помощи специальной системы охлаждения. В систему входит бак с водой на 4 л и насос, расположенный внутри корабля, который будет прокачивать холодную воду через массивы, поддерживая их на рабочей температуре.
Также внутри корабля находится множество коммуникационных устройств и небольшой топливный бак, питающий маневровые двигатели. Они будут самостоятельно выдавать короткие импульсы так, чтобы всё время удерживать щит зонда направленным точно к Солнцу. Если зонд отклонится всего на один градус от курса, часть чувствительного к температуре полезного груза может подвергнуться воздействию солнечного излучения, из-за чего корабль расплавится и разрушится. Но Фокс уверила нас, что у корабля есть множество страховочных систем, способных предотвратить это.
Звёздные данные
Пока корабль будет занят тем, чтобы не расплавиться и не замёрзнуть, набор научных инструментов будет собирать долгожданные солнечные данные. Согласно Адаму Сзабо, шефу Гелиосферной физической лаборатории НАСА, этих данных будет четыре типа. Первый – локальные измерения солнечного ветра, поэтому там есть набор инструментов, измеряющих частицы, включая протоны, электроны, капельки ионизированного гелия и следы более тяжёлых элементов. «Инструменты измеряют их скорость, температуру и количество», — рассказал он нам.
Второй набор инструментов измеряет магнитные и электрические поля, которые могут «радикально усложнить» поведение летающих вокруг ионов. Третий набор пытается поймать частицы наиболее высоких энергий. И, наконец, там есть набор камер, которые будут фотографировать плазму, исходящую с короны, с близкого расстояния.
Звёздные даты
Эти инструменты и остальная часть корабля сейчас проходят последние проверки. В конце марта учёные и инженеры из центра Годдарда проводили последние проверки оборудования внутри спутника перед тем, как окончательно его закрыть. Затем спутник был отправлен в космический центр Кеннеди во Флориде на дальнейшие проверки.
Пока что датой запуска зонда назначено 31 июля 2018. По этому графику он пролетит мимо Венеры в конце сентября, и достигнет короны в начале ноября. Учёные ожидают начала поступления данных в марте 2019 года, как говорит астрофизик Ники Виалл.
С этими данными «я думаю, мы сможем ответить на множество вопросов, и получим целую гору новых вопросов, которые пока даже не смогли придумать», — сказала Виалл.
Предполагается, что корабль сделает 24 оборота вокруг Солнца за шесть лет и 11 месяцев, но Фокс сказала нам, что команда ожидает, что корабль сможет проработать ещё пару лет после этого. Когда у него в итоге закончится топливо, солнечный зонд Паркера останется на стабильной орбите, но начнёт наклоняться, подставляя чувствительное оборудование под обжигающую жару. После этого он станет разваливаться на всё более мелкие кусочки и станет частью облака пыли.
Комментарии (66)
ComputerPers
09.06.2018 14:10+11724 205 км/с — 2 с гаком скорости света?
Ocelot
09.06.2018 14:12+7А если будет лететь медленнее — не сможет уворачиваться от солнечного света и сгорит.
galex1981
09.06.2018 15:03-1В статье написано 724 205 км/ч это примерно 201 км/с — вполне нормальная скорость.
HermaMora
09.06.2018 15:34В статье написано 724 205 км/ч это примерно 201 км/с — вполне нормальная скорость.
Я может чего-то не понимаю или не так посчитал, но почему этот комментарий схлопотал минус?DrPass
09.06.2018 15:55Вероятно, от кого-то из тех, кто прочитал статью до исправления км/с на км/ч, а комментарии уже после.
nilabs
11.06.2018 15:33Только я один помню про 3 космическую скорость, при которой тело покидает Солнечную систему? При таких скоростях, этот зонд никак не сможет находится на орбите Солнца.
DrPass
11.06.2018 22:40+1Вы просто не совсем хорошо про неё помните. «Космические скорости» зависят от массы тела, с которого надо удрать, и от радиуса орбиты. То, что называют третьей космической, рассчитано для преодоления притяжения Солнца на орбите Земли. Первая космическая Солнца для орбит, близких к нему, будет намного больше.
Petrenuk
10.06.2018 04:33+1Всё равно это офигеть как много. До Луны за полчаса при такой скорости! Не уверен, что какие-либо космические аппараты летали так быстро вообще.
dimitry78
10.06.2018 22:46текущая скорость вояджера-1 62 140 км\ч или 17,261 км\с, разгонялся вокруг планет-гигантов 41 год, сигнал с него идет порядка 10 часов, расстояние до космодрома 19 млрд км — теоретически в «гелиопаузе», где уравновешено давление солнечного ветра и галактических космических лучей
dimitry78
10.06.2018 23:10а вот вояджер-2, который улетел в несколько другую сторону, шлет другие данные о радиационной обстановке, из чего сделали вывод, что гелиопауза не сферическая, а вытянута как магнитосфера юпитера, от центра галактики «млечный путь» и слегка повернута, но (если сверху посмотреть) против часовой стрелки. скорость вояджера-2 3.3 а.е.\год, расстояние до земли 17 млрд км
Petrenuk
10.06.2018 23:12ну так и я о чём. Вояджер 17 км/c а тут 201! Я 200 км в час ездил всего пару раз в жизни (если не считать самолетов). А тут 200 километров в секунду!
dimitry78
10.06.2018 23:38проблема астронавтов из пушки на луну — запустить можно. фарш. и мешок микросхем, или мумию, но медленно
JohnTomatos
11.06.2018 15:33200 км/с это тоже сомнительная скорость на земного зонда начала 21 века.
Больше поверю в 20 км/с
mwizard
09.06.2018 14:39+5Скорость впечатляет, конечно. А сколько разговоров было про эти ваши «ото», «сто» и прочие относительности. А начальство сказало «надо», так сели и сразу сделали.
Akuma
09.06.2018 14:51+1149 600 000 км — именно такое расстояние до солнца от земли по гуглу.
724 205 км/с — именно такая скорость зонда планируется.
Всего 207 секунд потребуется зонду, чтобы доехать до солнца.
Эх, не зря цены на бензин поднимали, качество то тоже теперь… огого!excentrisitet
09.06.2018 15:46724 205 км/ч
~200 км/с
Зачем космические скорости приводят в километрах в час — я не понимаю. Сознание обывателя (да и моё тоже) больше 1000 км/ч представить уже не может. Километры в секунду хотя бы можно сравнить с орбитальным движением Земли (30), или с движением МКС (8).
Roland_D
09.06.2018 14:54+2«самая крутая и горячая миссия под Солнцем»
“...the coolest, hottest mission under the Sun...”
При переводе потерялась вся игра слов оригинала.Alexey2005
09.06.2018 18:44«Самая отмороженная и горячая миссия», как вариант. Немного коряво, но хотя бы передаёт игру слов.
hacklex
09.06.2018 15:31Как много народу, включая меня, поначалу вместо ~200000 м/с насчитали ~200000 км/с…
excentrisitet
09.06.2018 15:42капельки ионизированного гелия и следы более тяжёлых элементов
Долго думал, писать ли в личку или в комментариях. Но решил, что наверное остальным тоже будет интересно и лучше — в комментариях.
Смутили «капельки гелия» в солнечном ветре, т.к. там то вещество явно ионизовано и никакоей жидкости нет. Сходил в оригинал. Посмотрел:
smidgens of ionized helium, and traces of heavier elements.
Тут бы наверное больше нелитературное «капелюшечку гелия» подошло.decomeron
09.06.2018 16:24Сажите пожалуйста, а что в оригинале сказано насчет «плеяды данных», правильный перевод или нет. А то по-русски получилось как-то коряво.
excentrisitet
09.06.2018 17:28Там опять же используется игра слов:
… the Parker probe will collect a constellation of data to help answer scientists’ burning questions ...
где constellation используется как в контексте созвездия, так иNo two patients ever show exactly the same constellation of symptoms
Нет никогда двух пациентов, имеющих абсолютно одинаковый набор симптомов.
Я не лингвист, но мне кажется, что тут SLY_G может и перевёл с отступлением от литературных норм, но зато с сохранением контекста и игры слов.
Dreablin
09.06.2018 16:11А почему короны зонд достигнет в ноябре, а данные начнут поступать к ученым в марте?
excentrisitet
09.06.2018 16:23Надо смотреть на траекторию. Он может и подлететь, но из-за близости к Солнцу радиопомехи будут слишком велики. Я уж не говорю о возможности того, что зонд может скрыться за Солнцем и тогда передача чисто физически будет невозможна. Возможно ещё и ориентация его в пространстве должна быть соблюдена, т.к. для того чтобы передать данные антенна должна быть ориентирована на Землю, но поворачивать сам зонд низзя, ибо:
Если зонд отклонится всего на один градус от курса, часть чувствительного к температуре полезного груза может подвергнуться воздействию солнечного излучения, из-за чего корабль расплавится и разрушится
Dreablin
09.06.2018 16:33Это достаточно очевидные идеи, которые сразу приходят в голову. Но 5 месяцев от входа в корону до передачи данных, это много. Он за 5 месяцев на таком расстоянии намотает больше 1 полного оборота (почти 3.5 оборота в год по плану будет).
Судя по тому, что они боятся, что приборы могут замерзнуть, орбита будет совсем не круговая…
А еще получается, что им придется на 180 градусов разворачивать его 2 раза за оборот, чтобы тепловой щит смотрел на солнце…
Получается, что первая передача данных будет после 3го прохода мимо солнца только. При том что после первого прохода зонд должен оказаться в том же положении в пространстве, что и после первого.
Единственное что приходит в голову, что Земля окажется в неподходящем месте после первого пролета…dimitry78
10.06.2018 08:01+1вариант 1: конспирологам из наса нужно время, чтобы вычистить неудобные данные.
вариант 2: передача данных будет осуществлятся лазером, в оптическом диапазоне, а пока не нашли достаточного количества наблюдателей на хабл, которые хоть пару раз взглянут на солнце в телескопdimitry78
10.06.2018 22:12Кстати, лайфхак по передаче данных от субзвездной станции: помимо батарей развернуть «футбольное поле» из панелей с регулируемой прозрачностью — профит первый — если можно будет дистанционно вычислять сигнал именно от станции — можно принимать данные (скорость передачи не особо высока, зато какая «подсветка»!)
второе — такая фигня будет что ни на есть «солнечным парусом», что немного позволит противостоять тяготению. (теория так, себе, только что придумал)
kisaa
10.06.2018 12:49Скорее всего, там высокоэллиптическая орбита будет, чтобы, с одной стороны, была высокая скорость на малом удалении от Солнца, и, с другой стороны, достаточное удаление от Солнца для нормальной работы наземных приемных станций (которые "ослепнут", если зонд при передаче данных будет очень близко к Солнцу)
Eklykti
09.06.2018 17:47космический корабль
космический аппарат
WildLynxDev
10.06.2018 01:13+2Правильно.
Космический корабль это нечто пилотируемое, космический аппарат это нечто автоматическое.
Alter2
09.06.2018 19:21Мне больше интересно, как решили они решили проблему пролета через весьма насыщенное веществом пространство на 200 км/с.
Vkuvaev
09.06.2018 22:06Интересный вопрос, кстати. Вики дает скорость солнечного ветра 300-1200км/с, т.е. надо смотреть геометрию зонда, и понять, какова скорость ветра на расстоянии 4,5D Солнца. Вероятно часть зонда может подвергаться бомбардировке.
Возможно, ловушки для проведения анализа вещества короны как раз там расположены, эта зона, причем, должна быть экранирована щитом. Тут нужна бы иллюстрация.encyclopedist
10.06.2018 22:09+1
Весь зонд спрятан за щитом, только складные солнечные батареи могут высовываться.
dimitry78
10.06.2018 22:26если она летает по проекции орбиты земли над (ну) околосолнечным экватором, то кому тарелка шлет сигналы? — земля с учеными на линии торца станции?
a5b
10.06.2018 23:05Тарелка HGA (0.6 метров, сбоку) имеет некоторую подвижность — см 1:20-1:30 на видео Testing HGA and Solar Array Boom motion из http://parkersolarprobe.jhuapl.edu/Multimedia/Videos.php#Integration-and-Testing (Video date: 2017-08-10)
http://parkersolarprobe.jhuapl.edu/Multimedia/ApprovedMedia/Videos/Integration-and-Testing/320/17-08-10-18_SPP_Timelapse_17-00072.mp4
Подробная статья — https://directory.eoportal.org/web/eoportal/satellite-missions/p/psp
About 14° of the field of view from the center of the TPS (Thermal Protection System) is blocked. When the direction of Earth is near the direction of the Sun and within the 14° cone angle about the TPS center, the view from the SPP antenna to Earth is obstructed by the TPS, thereby preventing communication between Earth and the spacecraft.
Лишь около 1/4 — 1/2 орбиты доступна работа с Землей через HGA (отмечено зеленым) — Figure 8. Communication Coverage and TCM Placement http://issfd.org/ISSFD_2014/ISSFD24_Paper_S6-2_Guo.pdf#page=13
dimitry78
10.06.2018 23:48ок, передает «слева» «справа» от солнца при прохождении солнечного диска, но это же крутится придется — почему не поставить на хвосте и вещать, скажем известно что летает каждые n дней, и сделать трансляцию каждые n часов-минут, в цикле, с повторением данных — пусть светит в галактику
dimitry78
10.06.2018 23:59в 80х в «юном технике» был другой проект зонда — сфера из сверхпроводников, передача данных или лазером, или ракетой с накопителем информации… но не понятно -а нафига? точнее — ну узнаете что скоро бабах, и что? пойдете акции продавать?
Vladimir_Feschenko
09.06.2018 20:41В Википедии сказано что первая космическая скорость для околосолнечных дел равна 436,7 км/сек. Как зонд при скорости в два раза меньшей V1 выйдет на гелиоцентрическую орбиту?
excentrisitet
09.06.2018 20:56+3Ну… Примерно так же, как Луна обращается вокруг Земли со скоростью примерно один километр в секунду и не падает, хотя первая космическая на высоте поверхности Земли равна 8 км/с. Как и Земля летает по гелиоцентрической орбите со скоростью 30 км/с.
Vladimir_Feschenko
09.06.2018 21:33Вот жешь ..., как всегда «на ровном месте»
Всегда думал, что для «поднятия» орбиты нужно увеличивать скорость, но Луна — это аргумент, не поспоришь… r^2 — имеет значение.WildLynxDev
10.06.2018 01:42+2Для поднятия орбиты действительно надо добрать скорость, и в той точке, где вы сейчас находитесь она действительно вырастет. При этом противоположенная точка орбиты поднимется выше.
При движение по эллиптической орбите в низшей точке будет наибольшая скорость, а в высшей наименьшая.
Следует также заметить, что скорость в низшей точке эллиптической орбиты будет выше, чем у круговой орбиты касающейся этой точки.
Так же, линейная скорость тела на более высокой круговой орбите будет меньше, чем у тела на более низкой круговой орбите, хотя при подъёме орбиты скорость добавляли, причём два раза.
ru.wikipedia.org/wiki/Гомановская_траекторияhippohood
10.06.2018 13:21+1Надо же… Я тоже всегда знал что для поднятия орбиты надо набрать скорость, и что для более высокой орбиты скорость ниже. Но противоречия не замечал
EMS
09.06.2018 22:59Незнайке надо рассказать… Он бы порадовался.
Помните про то, как кусок от Солнца отвалился?
Psychosynthesis
10.06.2018 01:37+1Очень интересны все технические подробности по зонду. С удовольствием почитал бы статью про это.
caballero
10.06.2018 06:37А почему обязательно надо тратить топливо для того чтобы щит к солнцу поворачивать? Разве не справятся обычные маховики на электродвигателях. Ведь надо просто поворачивается вокруг центра масс
dimitry78
10.06.2018 08:10+1а ещо можно было сделать щит самой массивной частью, и тогда солнце своим притяжением его бы само разворачивало (но на таких расстояниях балласт видимо дороговат — на быструю доставку)
эээх, помнится, в пионер-лагере в ракетном кружке делали ракету, руководитель куда-то слинял, и я покрасил ракету масляной краской. валиком. человека чуть кондратий не хватил, когда эту роспись увидел
alex1t
11.06.2018 15:32Напомнило:
creater777
11.06.2018 15:33Мне вот интересно, как расчёты по теории относительности себя покажут. Всё-таки очень близко к столь массивному объекту, и скорости не малые. Будет ли погрешность в измерениях траектории полета? И если да, то почему?)
Vlihh_Ozziz
11.06.2018 15:33(I) Своё первое изобретение в 9-10 лет треть века назад как раз был тепловой щит, за счёт плавления, в дальнейшем испарения металла и высокопрозрачных искусственных неогранических материалов, кажется тогда это был лейкосапфир (был такой киножурнал для школьников «Хочу всё знать», в чём-то предтеча «Пин-кода»).
(II) Сейчас оптимальнее для внутримеркурианских орбит было бы использование вовсе слоёв из металлических шариков/пластинок с высоким коэффициентом отражения внутри испаряющийся литий — он имеет выше чем у воды энергозатраты на испарение и охлаждает сторону обращённую к солнцу. Внешние слои уже плазменные управляемые сильным магнитным полем. Полагаю что будет ударная волна от солнечного ветра вблизи светила, что хорошо, т.к. достаточно иметь хорошую энергетику для обеспечения такого щита.
Кстати подобный щит из облака пластинок, каждая довольно сложной конструкции, расходуемая, впрочем, вблизи звёзд может работать и как парус, позволяя разгоняться тангенциально в солнечном ветре до тысяч км/с. Заодно пластинки могут играть роль охладителя, перераспределяя поток ИК (см. спектральную мощность Солнца) в нужном направлении, лежащем обычно при разгоне достаточно близко к касательной. Сам КА при этом будет в «зонтике» и, возможно, будет иметь вытянутую вдоль радиуса цилиндрическую форму.
mukoladerevlo
11.06.2018 15:34"Солнечные панели, питающие эти инструменты – а также и другую электронику на борту..."
интересно, почему солнечные панели, ведь если температура огромная, то можно ее преобразовывать в электричество, как в "ритэг-ах"?
AlexxFFC
11.06.2018 15:34Наше солнце угасает.
Человечество — на грани вымирания.
7 лет назад был запущен проект ''Икар'' — миссия возрождения Солнца.
Но первая экспедиция исчезла, не долетев до звезды.
Тексты фильмов: cinematext.ru/movie/peklo-sunshine-2007
dimitry78
11.06.2018 20:48идея: пассивный, испаряющийся зонд из кучи высокочистых материалов — по спектральным линиям — смотреть как выкипает железо, затем углерод, и, кстати, а спектр солнца изучали с орбиты, или через атмосферу земли? а то там может азот вовсе не от солнца,… «как левенгук открыл спермотазоиды — он грязными руками взялся за микроскоп»
tvr
Ночью на Солнце лететь надо, ночью!
nochkin
Ночью вместо солнца будет луна. Там уже все были.