Tendo como pano de fundo as notícias diárias sobre como outra empresa espacial privada lançou seu primeiro (segundo, terceiro e assim por diante) foguete, transportou carga para a ISS, se prepara para abrir a temporada de turismo espacial e também faz planos para colonizar os planetas vizinhos mais próximos, notícias das grandes agências espaciais estaduais de alguma forma começam a se perder. Nesse ínterim, lembramos que a agência aeroespacial NASA lançou uma missão muito ambiciosa para explorar o sol.
Em 12 de agosto de 2018, um foguete Delta IV Heavy foi lançado da Base da Força Aérea dos EUA em Cabo Canaveral, na Flórida. A carga é uma sonda solar "Parker", cuja tarefa é superar cerca de 150 milhões de quilômetros de espaço exterior e encontro com o sol. Parker terá que chegar o mais perto da estrela como nenhuma nave espacial jamais conseguiu. No caminho para o Sol, a sonda realizará várias manobras gravitacionais em torno de Vênus, tornando-se, segundo as previsões da NASA, o objeto artificial mais rápido do espaço. Hoje falaremos sobre os 10 fatos mais interessantes relacionados a esta missão.
Toque o sol
A Parker Solar Probe tem uma missão que nenhuma espaçonave feita pelo homem poderia ter realizado antes. Ele estudará a atmosfera externa do Sol. A chamada coroa. Para isso, ele se aproximará da estrela a uma distância de 6,2 milhões de quilômetros, na verdade, "tocando" a camada externa de sua atmosfera. O dispositivo tratará não apenas de resolver os mistérios da estrela, mas também aumentará nosso conhecimento de como o Sol afeta a magnetosfera de nosso planeta. A importância desta missão dificilmente pode ser superestimada, uma vez que as tecnologias se tornam cada vez mais difundidas, que de uma forma ou de outra são influenciadas pela atividade de nossa Luminária. É possível que esta missão aumente nossa habilidade de estudar o sistema solar como um todo.
50 anos de preparação
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O lançamento da sonda em agosto de 2018 foi o culminar de mais de 50 anos de desenvolvimento e planejamento para esta missão espacial. A comunidade científica descobriu que a temperatura da coroa solar pode chegar a um milhão de graus Celsius ainda na década de 40 do século passado. A confirmação da existência do chamado vento solar (partículas de plasma ionizado altamente carregadas e ejetadas pela coroa) ocorreu na década de 60. No entanto, os cientistas ainda não conseguem entender por que a temperatura da coroa do Sol é muito mais alta do que a temperatura da superfície da estrela. Além disso, não está claro o que exatamente acelera as partículas do vento solar. As respostas a essas perguntas só podem ser obtidas por meio do contato direto com a coroa solar, dizem os pesquisadores.
A ideia de conduzir tal estudo foi proposta pela primeira vez em 1958. Desde então, várias espaçonaves se aproximaram do Sol, mas nenhuma delas se aproximou da estrela tão perto quanto previsto para a sonda solar Parker.
Primeira espaçonave da NASA com o nome de uma pessoa viva
A agência aeroespacial da NASA deu à sua nave uma variedade de nomes, mas nenhum deles foi nomeado após uma pessoa ainda viva. A Parker Solar Probe deve o seu nome ao astrofísico Eugene Parker, que previu a existência do vento solar em 1958.
Na década de 1950, Parker desenvolveu uma teoria complexa sobre como as estrelas perdem sua energia. Ele introduziu o conceito de "vento solar" para descrever as emissões em cascata de energia do Sol e até propôs uma teoria que explica a razão para a temperatura mais alta da coroa solar em comparação com a superfície da estrela. Além disso, o astrofísico considerou um modelo da atmosfera externa do Sol com um fluxo constante de matéria da coroa e mostrou que a velocidade do vento solar aumenta com a distância do Sol, atingindo valores supersônicos. O cientista também analisou o efeito da expansão da corona no campo magnético nas proximidades do Sol e descobriu que o campo deve ser espiral devido à rotação do Sol. Suas conclusões sobre a velocidade do vento solar e a estrutura espiral do campo magnético solar foram posteriormente confirmadas usando uma nave espacial. Parker está agora com 91 anos. Apesar da idade, no dia 12 de agosto, dia do lançamento da sonda, o astrofísico esteve presente no complexo de lançamento.
vento ensolarado
Os principais objetivos científicos da missão geralmente se concentram nos segredos associados ao vento solar. Rajadas geradas dentro da copa podem atingir velocidades de 1,6 milhão de quilômetros por hora. Os cientistas da NASA esperam descobrir por que a coroa solar é tão quente e o que exatamente está acelerando o vento solar. Essas coisas não podem ser descobertas sem encontrar os mecanismos responsáveis por esses processos perto da fonte.
O sol é muito difícil de alcançar
Na verdade, ir ao Sol requer 55 vezes mais energia do que ir a Marte. Primeiro, a distância da Terra à nossa estrela é de cerca de 150 milhões de quilômetros. Mas a distância não é o único problema aqui. O principal problema aqui é a chamada velocidade lateral, ou seja, a velocidade relativa ao vetor de movimento desejado.
Para entender o princípio da velocidade lateral, é necessário entender como os corpos se movem em órbitas. Na verdade, todos os objetos na órbita do Sol caem na estrela indefinidamente. No entanto, a velocidade lateral não permite que caiam, pois na verdade ultrapassam o corpo sobre o qual estão caindo. A Terra gira em torno do Sol a uma velocidade de 108.000 quilômetros por hora. Como resultado, quando a espaçonave deixar a órbita da Terra, ela se moverá para a frente no espaço e começará a cair sobre o Sol, mas errará constantemente, já que sua velocidade lateral permanecerá. Para chegar à estrela, o dispositivo simplesmente precisa cair.
Para abordar a questão da velocidade lateral, a NASA planeja usar manobras de auxílio à gravidade ao redor de Vênus. Eles permitirão extinguir quase completamente este indicador, mas ao mesmo tempo aumentarão a velocidade máxima da sonda Parker Solar, que em seu pico pode chegar a 200 quilômetros por segundo.
Manobras gravitacionais em torno de Vênus
Para chegar o mais perto possível do Sol, a Parker Solar Probe terá que realizar várias manobras de auxílio da gravidade ao redor de Vênus nos próximos 7 anos.
Após o primeiro sobrevôo de Vênus, a sonda entrará em uma órbita elíptica com um período de 150 dias (2/3 do período de Vênus), fazendo 3 órbitas quando Vênus faz 2. Após o segundo sobrevoo, o período diminuirá para 130 dias. Em menos de 2 órbitas (198 dias), a espaçonave encontrará Vênus pela terceira vez. Isso encurtará o período para metade do período de Vênus (112,5 dias). Para a quarta reunião, o prazo já será de 102 dias. Após 237 dias, a sonda encontrará Vênus pela quinta vez, e o período de rotação será reduzido para 96 dias (3/7 de Vênus). O aparelho neste momento já fará 7 voltas, quando Vênus fará apenas 3. O sexto encontro acontecerá quase dois anos após o anterior e encurtará o período para 92 dias (2/5 do venusiano). Depois de mais cinco revoluções ao redor do Sol, a sonda encontrará Vênus pela sétima e última vez, o que reduzirá o período para 88-89 dias.permitindo que você chegue ainda mais perto do sol.
A nave espacial mais rápida da história humana
Graças a várias manobras assistidas pela gravidade ao redor de Vênus, a espaçonave será capaz de atingir velocidades de 692.000 quilômetros por hora, mais rápido do que qualquer outra sonda espacial construída pelo homem.
Neste momento, a espaçonave mais rápida é a sonda "Juno", projetada para estudar Júpiter. Sua velocidade atual é de cerca de 266 mil quilômetros por hora. A velocidade da espaçonave Voyager 1, lançada para conquistar o espaço interestelar no final dos anos 1970 e deixando o sistema solar 35 anos depois, é de aproximadamente 61.000 quilômetros por hora. A velocidade máxima da Parker Solar Probe será mais que o dobro da de Juno e 11 vezes a da Voyager 1.
Escudo térmico
O escudo térmico da sonda é tão impressionante quanto sua velocidade máxima. O tamanho do escudo solar localizado na frente do aparelho é de 2,4 metros de diâmetro. Ele é projetado para refletir o calor extremo do equipamento científico da sonda. A tela tem 11,5 centímetros de espessura. Consiste em espuma composta de carbono imprensada entre duas placas de carbono. A placa frontal voltada para o sol é coberta com uma tinta especial de cerâmica branca que reflete o calor da forma mais eficiente possível. Os materiais usados tornaram o escudo bastante leve. Seu peso é de apenas 73 quilos.
No espaço, a temperatura pode ser de milhares de graus, mas um objeto específico não aquece porque a temperatura é determinada pela velocidade das partículas, enquanto o calor é medido pela quantidade total de energia que elas carregam. As partículas podem se mover rapidamente (alta temperatura), mas se houver poucas, haverá pouca energia (pouco calor). Existem poucas partículas no espaço, portanto, poucas delas são capazes de transferir energia para o aparelho.
A nave espacial mais autônoma
Uma explicação para a eficácia do escudo térmico está no software muito “inteligente” que controla a espaçonave. Quando a sonda estiver perto do Sol, a conexão entre ela e a Terra será interrompida unilateralmente a cada 8 minutos. Durante este tempo, a sonda será capaz de fazer os ajustes necessários de forma independente em apenas 10 segundos.
Os criadores da sonda introduziram em seu software absolutamente todos os cenários possíveis de desenvolvimento de eventos que eles pudessem imaginar, de forma que o dispositivo é capaz de alterar independentemente o ângulo de inclinação e rotação da tela de proteção, se necessário.
Nicola Fox, pesquisadora associada do Parker Solar Probe Project, chama a nave de "a espaçonave mais autônoma já feita pelo homem".
Carga única
Em março deste ano, a NASA convidou o público a participar de uma ação em que os nomes de centenas de milhares de participantes serão colocados em uma placa comemorativa e enviados ao Sol junto com uma sonda. Um dos participantes foi William Shatner, o ator que interpretou o Capitão Kirk no épico Star Trek. No total, mais de 1,1 milhão de pessoas enviaram pedidos para adicionar seus nomes à placa de identificação da NASA.
“Esta é talvez uma das missões de inteligência mais ambiciosas e extremas da história da humanidade. Além disso, a espaçonave carregará tantos nomes de pessoas quantos eles apóiam a missão”, disse o pesquisador do programa Nicola Fox.
Nikolay Khizhnyak
