Als het gaat om het verkennen van ons zonnestelsel, zijn er weinig ambitieuzere missies dan die die de zon willen bestuderen. Terwijl NASA en andere ruimtevaartorganisaties al tientallen jaren de zon observeren, werden de meeste van deze missies in een baan rond de aarde uitgevoerd. Tot op heden waren de sondes het dichtst bij de zon Helios 1 en 2 sondes, die de zon in de jaren zeventig bestudeerden vanuit de baan van Mercurius in het perihelium.
NASA is van plan dat allemaal te veranderen met de Parker Solar Probe, de ruimtesonde die onlangs is gelanceerd vanaf Cape Canaveral, die ons begrip van de zon zal revolutioneren door de atmosfeer ervan binnen te gaan (ook bekend als de corona). In de komende zeven jaar zal de sonde de zwaartekracht van Venus gebruiken om een reeks katapulten uit te voeren die hem geleidelijk dichter bij de zon zullen brengen dan welke missie dan ook in de geschiedenis van de ruimtevlucht!
Het ruimtevaartuig vertrok om 03:31 uur EDT op zondag 12 augustus vanaf Space Launch Complex-37 op Cape Canaveral Air Force Station bovenop een United Launch Alliance Delta IV Heavy-raket. Om 05.33 uur meldde de missiebeheerder dat het ruimtevaartuig gezond was en normaal functioneerde. In de loop van de volgende week zal het zijn instrumenten inzetten ter voorbereiding op zijn wetenschappelijke missie.
Eenmaal in de corona van de zon, zal de Parker Solar Probe een geavanceerde reeks instrumenten gebruiken om ons begrip van de atmosfeer van de zon en de oorsprong en evolutie van zonnewind te revolutioneren. Deze en andere bevindingen zullen onderzoekers en astronomen in staat stellen hun vermogen te verbeteren om weersomstandigheden in de ruimte (zoals zonnevlammen) te voorspellen, die schade kunnen toebrengen aan astronauten en missies in een baan om de aarde, radiocommunicatie verstoren en elektriciteitsnetten beschadigen.
Zoals Thomas Zurbuchen, de geassocieerde beheerder van NASA's Directoraat Wetenschapsmissie, zei in een recent persbericht van NASA:
"Deze missie markeert echt het eerste bezoek van de mensheid aan een ster die niet alleen hier op aarde gevolgen heeft, maar ook hoe we ons universum beter kunnen begrijpen. We hebben iets bereikt dat decennia geleden uitsluitend in de wereld van sciencefiction leefde. "
De missie van Parker Probes komt zeker met een aantal uitdagingen. Naast de ongelooflijke hitte die het zal moeten doorstaan, is er ook de uitdaging om er gewoon te komen. Dit komt door de omloopsnelheid van de aarde, die rond de zon beweegt met een snelheid van 30 km / s (18,64 mps) - of ongeveer 108.000 km / h (67.000 mph). Het opheffen van deze snelheid en het reizen naar de zon zou 55 keer zoveel energie kosten als een vaartuig naar Mars zou reizen.
Om deze uitdaging aan te gaan, is de Parker Probe gelanceerd door een zeer krachtige raket - de ULA Delta IV, die in staat is om 9.700 kN stuwkracht te genereren. Bovendien zal het vertrouwen op een reeks zwaartekrachtassistenten (ook bekend als zwaartekracht-katapulten) met Venus. Deze zullen bestaan uit de sonde die flybys van de zon geleidt, vervolgens rond Venus cirkelt om een boost te krijgen door de kracht van de zwaartekracht van de planeet, en dan weer rond de zon katapulteert.
In de loop van zijn zevenjarige missie zal de sonde zeven zwaartekrachtassistenties met Venus uitvoeren en 24 passen van de zon maken, waardoor de baan geleidelijk wordt verstrengd. Uiteindelijk zal het een afstand van ongeveer 6 miljoen km (3,8 miljoen mijl) van de zon bereiken en door zijn atmosfeer (ook bekend als corona) vliegen, waardoor het in feite meer dan zeven keer dichterbij komt dan welk ruimtevaartuig in de geschiedenis dan ook. Bovendien zal de sonde reizen met snelheden van ongeveer 692.000 km / h (430.000 mph), wat het record zal vestigen voor het snelst bewegende ruimtevaartuig in de geschiedenis.
Tijdens de eerste week van zijn reis zal het ruimtevaartuig zijn high-gain antenne en magnetometerboom inzetten, die de drie instrumenten bevat die het zal gebruiken om het magnetische veld van de zon te bestuderen. Het zal ook de eerste van een tweedelige inzet van zijn vijf elektrische veldantennes uitvoeren (ook bekend als de FIELDS-instrumentensuite), die de eigenschappen van zonnewind zal meten en een driedimensionaal beeld zal geven van de elektrische velden van de zon.
Andere instrumenten aan boord van het ruimtevaartuig zijn de Wide-Field Imager voor Parker Solar Probe (WISPR), het enige beeldvormingsinstrument van het ruimtevaartuig. Dit instrument maakt foto's van de grootschalige structuur van de corona en de zonnewind voordat het ruimtevaartuig er doorheen vliegt, waarbij fenomenen als coronale massa-ejecties (CME's), stralen en andere ejecta van de zon worden vastgelegd.
Er is ook het onderzoeksinstrument Solar Wind Electrons Alphas and Protons (SWEAP), dat uit twee andere instrumenten bestaat: de Solar Probe Cup (SPC) en de Solar Probe Analyzers (SPAN). Deze tellen de meest voorkomende deeltjes in de zonnewind - elektronen, protonen en heliumionen - en meten hun snelheid, dichtheid, temperatuur en andere eigenschappen om ons begrip van zonnewind en coronaal plasma te verbeteren.
Dan is er het Integrated Science Investigation of the Sun (ISOIS), dat vertrouwt op de EPI-Lo- en EPI-Hi-instrumenten - Energetic Particle Instruments (EPI). Met behulp van deze twee instrumenten meet ISOIS elektronen, protonen en ionen over een breed scala aan energieën om een beter begrip te krijgen van waar deze deeltjes vandaan komen, hoe ze werden versneld en hoe ze door het zonnestelsel bewegen.
Naast het eerste ruimtevaartuig dat de corona van de zon verkent, is de Parker Solar Probe het eerste ruimtevaartuig dat is vernoemd naar een levende wetenschapper - Eugene Parker, de natuurkundige die in 1958 voor het eerst theoretiseerde over het bestaan van de zonnewind. Zoals Nicola Fox, de sonde projectwetenschapper bij de JHUAPL, gaf aan:
"Het verkennen van de corona van de zon met een ruimtevaartuig was een van de moeilijkste uitdagingen voor ruimteverkenning. We kunnen eindelijk vragen beantwoorden over de corona en zonnewind die Gene Parker in 1958 heeft opgewekt - met behulp van een ruimtevaartuig dat zijn naam draagt - en ik kan niet wachten om erachter te komen welke ontdekkingen we doen. De wetenschap zal opmerkelijk zijn. '
Dr. Parker was aanwezig om getuige te zijn van de lancering van het ruimtevaartuig in de vroege ochtend. Naast zijn geavanceerde reeks wetenschappelijke instrumenten, draagt de sonde ook een plaquette die de missie aan Parker opdraagt. Deze plaquette, die in mei werd bijgevoegd, bevat een citaat van de beroemde natuurkundige - "Laten we eens kijken wat ons te wachten staat" - en een geheugenkaart met meer dan 1,1 miljoen namen die door het publiek zijn ingediend om met het ruimtevaartuig naar de zon te reizen.
Het testen van instrumenten begint begin september en duurt ongeveer vier weken, waarna de Parker Solar Probe met wetenschappelijke activiteiten kan beginnen. Op 28 september zal het zijn eerste flyby van Venus uitvoeren en begin oktober zijn eerste zwaartekrachthulp met de planeet uitvoeren. Hierdoor zal het ruimtevaartuig een baan van 180 dagen van de zon aannemen, wat hem tot een afstand van ongeveer 24 miljoen km (15 miljoen mijl) zal brengen.
Uiteindelijk zal de Parker Solar Probe proberen verschillende langdurige mysteries over de zon te beantwoorden. Waarom is de corona van de zon bijvoorbeeld 300 keer heter dan het oppervlak van de zon, wat drijft de supersonische zonnewind die het hele zonnestelsel doordringt, en wat versnelt zonne-energetische deeltjes - die snelheden tot de helft van de lichtsnelheid kunnen bereiken - weg van de zon?
Zestig jaar lang hebben wetenschappers over deze vragen nagedacht, maar konden ze ze niet beantwoorden omdat geen enkel ruimtevaartuig in staat was de zonnecorona te penetreren. Dankzij de vooruitgang op het gebied van thermische engineering is de Parker Solar Probe het eerste ruimtevaartuig dat het oppervlak van de zon kan 'aanraken' en zijn geheimen kan onthullen. Tegen december zal het vaartuig zijn eerste wetenschappelijke waarnemingen terugsturen naar de aarde.
Zoals Andy Driesman, de projectmanager van de Parker Probe-missie aan het Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (JHUAPL), zei:
"De lancering van vandaag was het hoogtepunt van zes decennia wetenschappelijk onderzoek en miljoenen uren inspanning. Nu werkt Parker Solar Probe normaal en is het op weg om een zevenjarige missie van extreme wetenschap te beginnen. ”
Het begrijpen van de dynamiek van de zon is inherent aan het begrijpen van de geschiedenis van het zonnestelsel en de opkomst van het leven zelf. Maar tot nu toe is geen enkele missie in staat geweest om dicht genoeg bij de zon te komen om haar grootste mysteries aan te pakken. Tegen de tijd dat de missie van de Parker Solar Probe is voltooid, verwachten wetenschappers dat ze veel hebben geleerd over de verschijnselen die het leven kunnen veroorzaken en het kunnen verstoren!
