Na tientallen jaren van wetenschappelijk brainstormen en jaren van constructie is NASA's Parker Solar Probe veilig op weg om zeven keer dichter bij de zon te vliegen dan welke missie dan ook.
Nu het ruimtevaartuig eindelijk van de grond is, zal het niet lang meer duren voordat wetenschappers kunnen beginnen met het graven van de gegevens - en die gegevens zullen zeven jaar lang blijven komen.
"Er is zeker een springveer gevoel", vertelde projectwetenschapper Nicola Fox, een zonnewetenschapper aan de Johns Hopkins University, eerder deze week, vóór de lancering. 'We zijn er gewoon klaar voor dat ze deze planeet verlaat.' [De grootste missies naar de zon]
En nu heeft het ruimtevaartuig eindelijk de aarde verlaten. Hier zal de reis naartoe gaan.
Hier komt de zon
De Parker Solar Probe van $ 1,5 miljard had een hoop snelheid nodig om uit de baan van de aarde te ontsnappen, vandaar het totaal van drie raketfasen die tijdens de lancering werden afgevuurd. Dat zal het in slechts zes weken naar de buurt van Venus brengen en eind september arriveren.
Op 28 september moet het ruimtevaartuig een zorgvuldige manoeuvre uitvoeren om het langzaam te vertragen en zijn berekende dans met de zon te beginnen. Die manoeuvre, een zwaartekrachthulp genoemd, zal een beetje van de versnelling van het ruimtevaartuig naar de planeet doorgeven en de sonde iets dichter bij de zon brengen.
De Parker Solar Probe begint dan met zijn eerste van 24 banen rond de zon, met zijn eerste nadering of perihelium op 1 november.
Elke baan zal bloembladvormig zijn, nauw over de zon scheren en dan verder de ruimte in vliegen om de baan te sluiten. Het grootste deel van het wetenschappelijke werk van de sonde komt wanneer het zich binnen een kwart van de afstand tussen de aarde en de zon bevindt, hoewel het team hoopt dat de instrumenten voor een groot deel van de missie kunnen worden ingeschakeld.
De vroege banen, terwijl ze verder van de zon verwijderd blijven, zullen speciaal zijn omdat het ruimtevaartuig zijn tijd dicht bij de zon zal doorbrengen in wezen het equivalent van een geosynchrone baan, zwevend boven hetzelfde gebied. "Niet veel mensen waarderen hoe vermakelijk deze periodes zullen zijn", vertelde Justin Kasper, natuurkundige aan de Universiteit van Michigan en hoofdonderzoeker van een van de instrumenten van de sonde, aan Space.com over deze vroege banen.
Tijdens deze perioden, die wetenschappers snelle radiale scans noemen, zal het ruimtevaartuig naar binnen duiken met een snelheid die nauw aansluit bij de rotatiesnelheid van de zon, en dan weer naar buiten duiken. Terwijl het ruimtevaartuig gelijke tred houdt met de rotatie van de zon, zal het kunnen zien hoe hetzelfde gebied van de zon zich gedurende een periode van ongeveer 10 dagen gedraagt.
'We kunnen er echt in zweven en ernaar staren', zei Fox, en hij gaf het team 'de mogelijkheid om dagen door te brengen met kijken naar de dynamiek van hoe een bepaalde regio van de zon verandert - of misschien niet verandert'.
Dat betekent dat er genoeg wetenschap is om jaren naar uit te kijken voordat het ruimtevaartuig aan het einde van de missie de zon het dichtst nadert. 'Het kan vijf jaar duren voordat we bij onze dichtstbijzijnde baan zijn, maar we zouden deze winter een aantal fantastische inzichten in onze zon moeten hebben', zei Kasper. 'We gaan in november met dat eerste perihelium verbazingwekkende waarnemingen doen.' [Wat zit er in onze zon? A Star Tour from the Inside Out]
Nog zeven jaar
Naarmate de missie vordert, zal het ruimtevaartuig steeds dichter bij de zon komen en uiteindelijk minder dan 4 miljoen mijl (6 miljoen kilometer) boven de zichtbare laag van de zon komen die we als het oppervlak beschouwen.
In elke baan zal het ruimtevaartuig dezelfde metingen uitvoeren op verschillende diepten in de atmosfeer van de zon, de corona. Die laag, die onzichtbaar is vanaf de aarde behalve tijdens een totale zonsverduistering, bereikt temperaturen van miljoenen graden (Fahrenheit of Celsius).
'Het zijn allemaal precies dezelfde observaties; het mooie van de Parker Solar Probe-missie is dat we [dezelfde gegevens van] deze verschillende locaties krijgen', zei Fox. 'We krijgen echt de kans om de dynamiek op alle verschillende locaties in de corona te bekijken.'
Wetenschappers hopen dat dit hen zal helpen te ontcijferen hoe de corona zo heet wordt en hoe de zon fenomenen veroorzaakt zoals de zonnewind en zonnevlammen, die ernstige gevolgen hebben voor ruimtevaart, satellieten en zelfs het leven hier op aarde.
Naast het bemonsteren van verschillende lagen van de zon, zal de sonde onze ster vangen die een volledig scala aan activiteiten vertoont, aangezien hij een cyclus van 11 jaar ondergaat van relatief rustige tot bijzonder stormachtige omstandigheden en weer terug.
'De zon is heel anders tijdens die verschillende fasen', zei Fox. 'We willen een mooi breed spectrum aan zonneactiviteit zien.
Zoveel mogelijk wetenschap erin persen
Maar terwijl de Parker Solar Probe al die gegevens verzamelt, kan het ruimtevaartuig niet met de aarde communiceren. In plaats daarvan zal het zich richten op het maken van zoveel mogelijk waarnemingen. Vervolgens stuurt het enorme hoeveelheden informatie in batches terug.
Een aantal van die datadumps zullen komen als het ruimtevaartuig nog een cruciaal karwei uitvoert: rond Venus dansen om dichter bij de zon te komen. De sonde herhaalt de door zwaartekracht ondersteunde manoeuvre die gepland is voor eind september in totaal zeven keer tijdens de missie, totdat het ruimtevaartuig te dicht bij de zon is geglipt om Venus te kunnen ronddraaien.
En als alles goed gaat, krijgen wetenschappers mogelijk een bonus naast de schat aan zonnegegevens: waarnemingen van Venus. Tijdens de zesde zwaartekrachthulp zal het ruimtevaartuig niet goed uitgelijnd zijn om gegevens naar huis te sturen, dus als het voldoende kracht heeft, kan het zijn instrumenten aan laten staan en naar zijn danspartner sturen.
"Er is een absoluut tekort aan Venus-missies", vertelde Paul Byrne, een planetaire geoloog aan de North Carolina State University die de planeet bestudeert, aan Space.com. 'Een enkele vlucht op zich zou geen revolutie teweegbrengen in ons begrip van Venus, maar het zou buitengewoon nuttig zijn.'
Venus heeft zijn eigen revolutie nodig - maar ons begrip van de ster die elke dag van ons leven vormt, zal nooit meer hetzelfde zijn nadat wetenschappers de gegevens beginnen te analyseren die de Parker Solar Probe naar huis stuurt.
Einde van de weg
Natuurlijk moet aan alle goede dingen een einde komen en de missie van de Parker Solar Probe duurt tot medio 2025. Als het ruimtevaartuig nog steeds brandstof heeft, die het gebruikt om zichzelf te verdraaien om delicate instrumenten verborgen te houden achter een beschermend hitteschild, hopen de wetenschappers dat de missie theoretisch kan worden verlengd.
Maar vroeg of laat zal die brandstof opraken en zal het ruimtevaartuig hulpeloos zijn, het hightech hitteschild onbruikbaar gemaakt. De instrumenten en het skelet van de sonde zullen langzaam uit elkaar vallen totdat er niets meer over is dan het hitteschild zelf, zei Parker Solar Probe-projectmanager Andrew Driesman van het Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory tijdens een persconferentie van de NASA op 9 augustus.
"In hopelijk een lange, lange periode - 10, 20 jaar [wanneer het ruimtevaartuig geen brandstof meer heeft en uit elkaar valt] - zal er een koolstofschijf rond de zon zweven in zijn baan", zei Driesman. Vervolgens, voegde hij eraan toe, het is een raadsel hoe lang het onze zon kan omcirkelen als een eenzame herinnering dat de ster ooit mensen koesterde die de technologie ontwikkelden om uit te reiken en aan te raken. 'Die koolstofschijf blijft er tot het einde van het zonnestelsel', zei Driesman.
