Päevauudiste taustal, kuidas teine eraruumiettevõte laskis käiku oma esimese (teise, kolmanda ja nii edasi) raketi, vedas lasti ISS-i, valmistub avama kosmoseturismi hooaega ning plaanib ka lähimate naabruses asuvate planeetide koloniseerimist, uudised suurtest riiklikest kosmoseagentuuridest hakkavad kuidagi ära eksima. Vahepeal tuletame meelde, et NASA kosmoseagentuur on alustanud Päikese uurimiseks väga ambitsioonikat missiooni.
12. augustil 2018 viidi USA õhujõudude baasist Florida Canaverali osariigis õhku Delta IV raske rakett. Veos on päikesesond "Parker", mille ülesandeks on ületada ligi 150 miljonit kilomeetrit kosmosest ja kohtuda Päikesega. Parker peab jõudma tähele nii lähedale, kui ükski kosmoselaev pole sinna kunagi jõudnud. Teel Päikese poole viib sond läbi Veenuse ümber mitmeid gravitatsioonilisi manöövreid, saades NASA prognooside kohaselt kosmose kiireimaks inimese loodud objektiks. Täna räägime kümnest kõige huvitavamast selle missiooniga seotud faktist.
Puudutage päikest
Parkeri proovivõtturi ülesandeks on missioon, mida ükski inimese loodud kosmoselaev poleks varem suutnud täita. Ta uurib Päikese väliskeskkonda. Nn kroon. Selleks jõuab ta tähe lähedale 6,2 miljoni kilomeetri kauguselt, "puudutades" selle atmosfääri välimist kihti. Seade ei tegele mitte ainult tähe saladuste lahendamisega, vaid lisab ka meie teadmistele, kuidas Päike mõjutab meie planeedi magnetosfääri. Selle missiooni tähtsust on raske üle hinnata, kuna tehnoloogiad muutuvad üha laiemaks, mida meie valgustiku tegevus mingil moel mõjutab. Võimalik, et see missioon suurendab meie võimet päikesesüsteemi tervikuna uurida.
50 aastat ettevalmistust
Reklaamvideo:
Sondi käivitamine 2018. aasta augustis oli selle kosmosemissiooni enam kui 50-aastase arendamise ja kavandamise kulminatsioon. Teadusringkonnad leidsid, et päikesekiirguse temperatuur võib eelmise sajandi 40ndatel ulatuda miljoni kraadini Celsiuse järgi. Nn päikesetuule olemasolu (korooni väljutatud kõrge laetusega ioniseeritud plasmaosakesed) olemasolu leidis aset 60ndatel. Kuid teadlased ei saa siiani aru, miks päikese koroona temperatuur on palju kõrgem kui tähe pinna temperatuur. Lisaks pole selge, mis täpselt päikesetuule osakesi kiirendab. Nendele küsimustele saab vastuseid vaid otsese kontakti kaudu päikesekoronaga, väidavad teadlased.
Mõte sellise uuringu läbiviimiseks pakuti esmakordselt välja 1958. aastal. Pärast seda on mitu kosmoselaeva lähenenud Päikesele, kuid ükski neist ei ole tähe poole lähenenud nii lähedalt, nagu ennustati Parkeri päikesesondile.
NASA esimene kosmoselaev, mille nimi on elus inimene
NASA kosmoseagentuur on andnud oma kosmoselaevadele mitmesuguseid nimesid, kuid ükski neist ei saanud nime endiselt elava inimese järgi. Parkeri päikesesond on nimetatud astrofüüsiku Eugene Parkeri järgi, kes ennustas päikesetuule olemasolu 1958. aastal.
1950ndatel töötas Parker välja keeruka teooria, kuidas tähed loobuvad oma energiast. Ta tutvustas "päikesetuule" mõistet Päikesest eralduva energia järkjärgulise eraldumise kirjeldamiseks ja pakkus välja isegi teooria, mis selgitab päikesekorooni kõrgema temperatuuri põhjust tähe pinnaga võrreldes. Lisaks sellele kaalus astrofüüsik Päikese välisõhu atmosfääri mudelit, mille pidev ainevool väljub koroonast, ja näitas, et Päikese tuule kiirus suureneb Päikesest kaugusega, ulatudes ülehelikiiruse väärtusteni. Teadlane analüüsis ka laieneva korooni mõju Päikese läheduses asuvale magnetväljale ja leidis, et Päikese pöörlemise tõttu peab väli olema spiraal. Tema järeldusi päikesetuule kiiruse ja päikese magnetvälja spiraalstruktuuri kohta kinnitati hiljem kosmoselaevade abil. Parker on nüüd 91-aastane. Vaatamata tema vanusele oli 12. augustil, sondi käivitamise päeval, astrofüüsik kohal stardikompleksis.
päikseline tuul
Missiooni peamised teaduslikud eesmärgid keskenduvad üldiselt päikesetuulega seotud saladustele. Krooni sees tekkivate tuuleiilide kiirus võib ulatuda 1,6 miljoni kilomeetrini tunnis. NASA teadlased loodavad välja selgitada, miks päikesekoroon on nii kuum ja mis täpselt päikesetuult kiirendab. Neid asju ei õnnestu välja mõelda, ilma et leiduks nende protsesside eest vastutavaid mehhanisme allika lähedal.
Päikese kätte on väga raske jõuda
Tegelikult nõuab Päikesele minek 55 korda rohkem energiat kui Marsile minek. Esiteks on Maa kaugus meie tähest umbes 150 miljonit kilomeetrit. Kuid kaugus pole siin ainus probleem. Põhiprobleemiks on siin nn külgkiirus, see tähendab kiirus soovitud liikumisvektori suhtes.
Külgkiiruse põhimõtte mõistmiseks on vaja mõista, kuidas kehad orbiidil liiguvad. Tegelikult langevad kõik Päikese orbiidil olevad objektid tähe otsa lõpmata. Külgkiirus ei võimalda neil siiski kukkuda, kuna nad mööduvad tegelikult kehast, millele nad langevad. Maa liigub ümber Päikese kiirusega 108 000 kilomeetrit tunnis. Selle tulemusel liigub kosmoseaparaat Maa orbiidilt lahkudes kosmoses edasi ja hakkab langema Päikesele, kuid jääb pidevalt vahele, kuna selle külgkiiruse indikaator säilib. Tähe juurde jõudmiseks peab seade lihtsalt kukkuma.
Külgkiiruse probleemiga tegelemiseks kavatseb NASA kasutada Veenuse ümber gravitatsiooni abistavaid manöövreid. Need võimaldavad selle indikaatori peaaegu täielikult kustutada, kuid samal ajal suurendavad need Parkeri päikesesondi maksimaalset liikumiskiirust, mis haripunktis võib olla kuni 200 kilomeetrit sekundis.
Gravitatsioonilised manöövrid Veenuse ümber
Päikesele võimalikult lähedale jõudmiseks peab Parkeri päikesesond järgmise 7 aasta jooksul tegema mitu gravitatsiooni abistavat manöövrit Veenuse ümber.
Pärast esimest Veenuse lendurit siseneb sond ellipsikujulisele orbiidile perioodiga 150 päeva (2/3 Veenuse perioodist), tehes 3 orbiiti, kui Veenus teeb 2. Pärast teist lendu väheneb periood 130 päevale. Vähem kui 2 orbiidi jooksul (198 päeva) kohtub kosmoselaev Veenusega kolmandat korda. See lühendab perioodi poole Veenuse omast (112,5 päeva). Neljandaks kohtumiseks on ajavahemik juba 102 päeva. 237 päeva pärast kohtub sond Veenusega viiendat korda ja pöörlemisperiood lüheneb 96 päevani (3/7 Veenusest). Aparaat teeb sel hetkel juba 7 pööret, kui Veenus teeb vaid 3. Kuues kohtumine toimub peaaegu kaks aastat pärast eelmist ja lühendab seda perioodi 92 päevani (2/5 Veenuse). Pärast veel viit Päikese ümber toimunud pööret kohtub sond Veenusega seitsmendat ja viimast korda, mis vähendab perioodi 88–89 päevani.mis võimaldab teil päikesele veelgi lähemale tulla.
Inimajaloo kiireim kosmoselaev
Tänu mitmetele gravitatsioonilise abistamise manöövritele Veenuse ümber suudab kosmoselaev lõpuks saavutada kiiruse 692 000 kilomeetrit tunnis, kiiremini kui ükski teine inimese ehitatud kosmosesond.
Praegu on kiireim kosmoseaparaat sond "Juno", mis on mõeldud Jupiteri uurimiseks. Selle praegune kiirus on umbes 266 tuhat kilomeetrit tunnis. Kosmoselaeva Voyager 1 kiirus, mis käivitati tähtedevahelise kosmose vallutamiseks 1970ndate lõpus ja lahkus päikesesüsteemist 35 aastat hiljem, on umbes 61 000 kilomeetrit tunnis. Parker Solar Probe'i maksimaalne kiirus on enam kui kahekordne Juno ja 11 korda Voyager 1 kiirusega.
Kuumakilp
Anduri soojakraan on sama muljetavaldav kui selle tippkiirus. Aparaadi esiküljel asuva päikesevarju läbimõõt on 2,4 meetrit. Selle eesmärk on kajastada sondi teaduslikest seadmetest tulevat suurt kuumust. Ekraani paksus on 11,5 sentimeetrit. See koosneb kahe süsinikuplaadi vahele asetatud komposiitvahust. Päikese poole suunatud esikülg on kaetud spetsiaalse valge keraamilise värviga, mis peegeldab soojust võimalikult tõhusalt. Kasutatud materjalid tegid kilbi üsna kergeks. Selle kaal on vaid 73 kilogrammi.
Kosmoses võib temperatuur olla tuhandeid kraadi, kuid konkreetne objekt ei kuumene, kuna temperatuuri määrab osakeste kiirus, samas kui kuumust mõõdetakse nende poolt kantava energia koguhulgaga. Tahked osakesed võivad kiiresti liikuda (kõrge temperatuur), kuid kui neid on vähe, on energiat vähe (vähe soojust). Kosmos on vähe osakesi, nii et vähesed neist suudavad energiat aparaati üle kanda.
Kõige autonoomsem kosmoselaev
Soojuskilbi efektiivsuse üks seletus peitub väga „nutikas“tarkvaras, mis kontrollib kosmoselaeva. Kui sond asub Päikese lähedal, katkeb ühendus selle ja Maa vahel ühepoolselt iga 8 minuti järel. Selle aja jooksul on sond võimeline iseseisvalt vajalikke seadistusi tegema vaid 10 sekundiga.
Sondide loojad tutvustasid selle tarkvarasse absoluutselt kõiki võimalikke sündmuste arengu stsenaariume, mida nad oskasid ette kujutada, nii et seade suudab vajadusel iseseisvalt muuta kaitseekraani kaldenurka ja pöördenurka.
Parkeri päikesesondiprojekti teadustöötaja Nicola Fox nimetab veesõidukit "kõige autonoomsemaks kosmoseaparaadiks, mis inimene kunagi on teinud".
Ainulaadne lasti
Selle aasta märtsis kutsus NASA avalikkust osalema aktsioonis, mille käigus sadade tuhandete osalejate nimed pannakse mälestustahvlile ja saadetakse koos sondi abil Päikesele. Üks osalejaid oli näitleja William Shatner, kes mängis eepilises Star Trekis kapten Kirki. Kokku on NASA-le saatmisnõudeid oma nime lisamiseks nimesildile saatnud üle 1,1 miljoni inimese.
„See on võib-olla üks inimkonna ajaloo kõige ambitsioonikamaid ja äärmuslikumaid luureülesandeid. Lisaks kannab kosmoselaev sama palju inimeste nimesid, kui nad missiooni toetavad, “ütles programmi uurija Nicola Fox.
Nikolai Khizhnyak
