إذا كنت قد قرأت ما يكفي من مقالاتنا ، فأنت تعلم أنني حصلت على تحالف غير مستقر مع الشمس. بالتأكيد ، إنه يوفر الطاقة التي نحتاجها لجميع أشكال الحياة على الأرض. لكن ، إنه تفاعل نووي حراري كبير ومستمر ، وهو موجود هناك! حالما نحصل على الاندماج ، سن ، بعد 30 سنة أو نحو ذلك ، أقول لكم ، سنكون نحن من نضحك.
لكن لكي نكون صادقين ، لا يزال لدينا الكثير من الأسئلة حول الشمس. بالنسبة للمبتدئين ، نحن لا نفهم تمامًا الرياح الشمسية المنبعثة من الشمس. هذه الرياح المستمرة من الجسيمات المشحونة تهب باستمرار في الفضاء ، لكنها في بعض الأحيان تكون أقوى وأحيانًا تكون أضعف.
ما هي العوامل التي تساهم في الرياح الشمسية؟ وكما تعلم ، فإن هذه الجسيمات المشحونة ليست صحية لجسم الإنسان ، أو للإلكترونيات الثمينة. في الواقع ، تطلق الشمس أحيانًا انفجارات هائلة يمكن أن تلحق الضرر بالأقمار الصناعية والشبكات الكهربائية.
كيف يمكننا توقع الشدة حتى نتمكن من الاستعداد بشكل أفضل للعواصف الشمسية الخطرة؟ خاصة أحداث كارينجتون التي قد تقضي على أجزاء ضخمة من مجتمعنا الحديث.
ربما يكون اللغز الأكبر بالنسبة للشمس هو درجة حرارة الهالة الخاصة بها. سطح الشمس حار مثل 5500 درجة مئوية. لكن إذا صعدت إلى الغلاف الجوي للشمس ، إلى هالة الشمس ، فإن درجة الحرارة تقفز إلى ما بعد مليون درجة.
قائمة الألغاز طويلة. ولكي نبدأ في فهم ما يجري ، سنحتاج إلى الاقتراب كثيرًا من الشمس.
أخبار سارة ، ناسا لديها مهمة جديدة في الأعمال للقيام بذلك بالضبط.
شعار Parker Solar Probe. الائتمان: ناسا / JHUAPL
تسمى المهمة مسبار باركر الشمسي. في الواقع ، في الأسبوع الماضي ، أطلق عليه اسم Solar Probe Plus ، ولكن بعد ذلك أعادت ناسا تسميته ، وذكرني ذلك بعمل مقطع فيديو عليه.
من الطبيعي جدًا أن تعيد ناسا تسمية مركبتهم الفضائية ، عادةً بعد وفاة عالم فلك / عالم فضاء ، مثل كبلر ، شاندرا ، إلخ. الرياح الشمسية للشمس. بلغ باركر للتو 90 عامًا وهذه هي المرة الأولى التي تسميها ناسا باسم شخص ما على قيد الحياة.
على أي حال ، عد إلى المركبة الفضائية.
من المقرر إطلاق المهمة في أوائل أغسطس 2018 على Delta IV Heavy ، لذلك لا يزال أمامنا أكثر من عام في هذه المرحلة. عندما تفعل ذلك ، ستحمل المركبة الفضائية في مسار غير عادي للغاية عبر النظام الشمسي الداخلي.
المشكلة هي أن الشمس في الواقع مكان يصعب الوصول إليه. في الواقع ، إنه أصعب مكان يمكن الوصول إليه في النظام الشمسي بأكمله.
تذكر أن الأرض تدور حول الشمس بسرعة 30 كم / ث. هذا ما يقرب من ثلاثة أضعاف السرعة اللازمة للدخول في المدار. هذه سرعة كبيرة.
من أجل التمكن من الاقتراب من الشمس ، يحتاج المسبار إلى التخلص من السرعة. ومن أجل القيام بذلك ، سوف تستخدم مقلاع الجاذبية مع كوكب الزهرة. لقد تحدثنا عن مقلاع الجاذبية في الماضي ، وكيف يمكنك استخدامها لتسريع مركبة فضائية ، ولكن يمكنك فعلاً العكس.
سيسقط المسبار الشمسي باركر في بئر جاذبية كوكب الزهرة ، وسيعطي السرعة المدارية للزهرة. سيضعها هذا في مسار جديد يجعلها أقرب إلى الشمس. ستؤدي ما مجموعه 7 رحلات طيران في 7 سنوات ، كل منها سوف يعدل مساره ويلقي بعضًا من هذا الزخم المداري.
مسار باركر سولار بروب بما في ذلك ذبابة فينوس. الائتمان: ناسا / JHUAPL
كما تعلم ، محاولة شرح المناورة المدارية صعبة. أوصي بشدة بتجربة برنامج Kerbal Space. لقد تعلمت المزيد عن ميكانيكا المدارات من خلال لعب تلك اللعبة لبضعة أشهر مما تعلمته في ما يقرب من عقدين من الصحافة الفضائية. هيا ، حاول الوصول إلى الشمس ، أنا أتحداك.
على أي حال ، مع كل تحليق من كوكب الزهرة ، سيقترب مسبار باركر الشمسي أكثر فأكثر من الشمس ، داخل مدار عطارد. أقرب بكثير من أي مركبة فضائية قطعتها من أي وقت مضى إلى الشمس. عند أقرب نقطة لها ، ستكون على بعد 5.9 مليون كيلومتر فقط من الشمس. للمقارنة فقط ، تدور الأرض حول متوسط مسافة حوالي 150 مليون كيلومتر. هذا قريب.
وعلى مدار مهمتها بأكملها ، من المتوقع أن تحقق المركبة الفضائية ما مجموعه 24 مدارًا كاملاً للشمس ، لتحليل كرة البلازما من كل زاوية.
كما أن المدار بيضاوي الشكل بدرجة عالية ، مما يعني أنه يسير بسرعة كبيرة في أقرب نقطة له. ما يقرب من 725000 كم / ساعة.
من أجل تحمل درجات الحرارة الشديدة لكونك قريبًا من الشمس ، صممت ناسا مسبار باركر الشمسي لإلقاء الحرارة. إنه مزود بدرع بسمك 11.5 سم مصنوع من مركب الكربون. خلال ذلك الوقت القصير الذي تقضيه بالقرب من الشمس ، ستحافظ المركبة الفضائية على الدرع ، مما يمنع تلك الحرارة من الوصول إلى بقية أجهزتها.
وستصبح ساخنة. نحن نتحدث عن أكثر من 1300 درجة مئوية ، أي حوالي 475 ضعف الطاقة التي تتلقاها المركبة الفضائية هنا على الأرض. في النظام الشمسي الخارجي ، تكمن المشكلة في عدم وجود طاقة كافية لتشغيل الألواح الشمسية. ولكن حيث يتجه باركر ، هناك الكثير من الطاقة.
لقد تحدثنا الآن عن الصعوبات الهندسية للحصول على مركبة فضائية بهذا القرب من الشمس ، فلنتحدث عن العلم.
الثقوب الإكليلية هي مناطق في الغلاف الجوي للشمس أو الهالة حيث يمكن للبلازما الشمسية أن تتدفق مباشرة إلى الفضاء. غالبًا ما يؤدي الثقب إلى دوران الزوجين ، مما يؤدي إلى تكرار الشفق القطبي كل 4 أسابيع تقريبًا. الائتمان: ناسا
أكبر سؤال يبحث علماء الفلك عن حله هو ، كيف ترتفع درجة حرارة الهالة؟ السطح 5500 درجة مئوية. كلما ابتعدت عن الشمس ، تتوقع أن تنخفض درجة الحرارة. وهي تفعل ذلك بالتأكيد بمجرد أن تصل إلى مدار الأرض.
لكن هالة الشمس ، أو غلافها الخارجي ، يمتد ملايين الكيلومترات في الفضاء. يمكنك رؤيته أثناء كسوف الشمس حيث يتوهج هذا التوهج الخافت حول الشمس. وبدلاً من أن تنخفض درجة الحرارة ترتفع إلى أكثر من مليون درجة.
ما يمكن أن يسبب هذا؟ هناك بعض الأفكار. يمكن لموجات البلازما التي تدفع عن الشمس أن تتجمع وتطلق حرارتها في الإكليل. يمكنك أيضًا الحصول على تقاطع خطوط المجال المغناطيسي التي تخلق توهجات صغيرة داخل الإكليل ، مما يؤدي إلى تسخينها.
اللغز الثاني هو الرياح الشمسية ، تيار البروتونات والإلكترونات المشحونة القادمة من الشمس. بدلاً من هبوب رياح مستمرة ، يمكن أن تسير بشكل أسرع أو أبطأ. وعندما تتغير السرعة ، تتغير محتويات الريح أيضًا.
هناك رياح بطيئة ، والتي لا تتجاوز سرعتها 1.1 مليون كم / ساعة ويبدو أنها تنبع من المناطق الاستوائية للشمس. ثم الرياح السريعة ، التي يبدو أنها تأتي من الثقوب الإكليلية ، الأجزاء الأكثر برودة في هالة الشمس ، ويمكن أن تتحرك بسرعة 2.7 مليون كم / ساعة.
لماذا تتغير سرعة الرياح الشمسية؟ لماذا يتغير تناسقها؟
أدوات باركر سولار بروب. الائتمان: ناسا / JHUAPL
تم تجهيز Parker Solar Probe بأربعة أدوات رئيسية ، سيجمع كل منها البيانات من الشمس وبيئتها.
ستعمل تجربة FIELDS على قياس المجالات الكهربائية والمغناطيسية والموجات حول الشمس. نحن نعلم أن معظم سلوك الشمس مدفوع بالتفاعل المعقد بين البلازما المشحونة في الشمس. في الواقع ، يتفق العديد من الفيزيائيين على أن الديناميكا المائية المغناطيسية هي بسهولة أحد أكثر المجالات تعقيدًا التي يمكنك الدخول فيها.
سيقيس التحقيق العلمي المتكامل للشمس ، أو ISOIS (الذي أظن أنه يحتاج إلى إعادة تسمية) الجسيمات المشحونة المتدفقة من الشمس ، أثناء النشاط الشمسي المنتظم وأثناء العواصف الشمسية الخطرة. هل يمكننا الحصول على أي تحذير قبل وقوع هذه الأحداث ، مما يمنح رواد الفضاء مزيدًا من الوقت لحماية أنفسهم؟
التصوير واسع المجال للمسبار الشمسي أو WISPR هو تلسكوبه وكاميراه. سوف تلتقط صورًا عن قرب عالية الدقة للشمس وهالتها التي ستفجر عقولنا الجماعية ... آمل. أعني ، إذا كانت مجرد مجموعة من البيانات الشيقة ولا تحتوي على صور جميلة ، فسيكون من الصعب إنشاء مقاطع فيديو رائعة تعرض نتائج المهمة. تسمعني ناسا ، نريد الصور ومقاطع الفيديو. والعلم بالتأكيد.
وبعد ذلك ، ستقيس دراسة إلكترونات الرياح الشمسية ألفا والبروتونات ، أو SWEAP ، النوع والسرعة ودرجة الحرارة وكثافة الجسيمات حول الشمس ، لمساعدتنا على فهم البيئة المحيطة بها.
ملاحظة جانبية مثيرة للاهتمام ، ستحمل المركبة الفضائية شريحة صغيرة على متنها مع صور يوجين باركر ونسخة من ورقته الأصلية لعام 1958 التي تشرح الرياح الشمسية للشمس.
مسبار باركر الشمسي الذي يدور حول الشمس. الائتمان: ناسا / JHUAPL
أعلم أننا ما زلنا على بعد أكثر من عام من الانطلاق ، وبعد عدة سنوات قبل أن تبدأ البيانات العلمية في التدفق. لكنك ستسمع المزيد والمزيد عن هذه المهمة قريبًا ، وأنا متحمس جدًا لما ستحدثه لإنجاز. لذا ترقبوا ، وبمجرد ظهور العلم ، أنا متأكد من أنك ستسمع الكثير عنه.
بودكاست (صوتي): تحميل (المدة: 9:49 - 3.4 ميجا بايت)
الإشتراك: آبل بودكاست | RSS
بودكاست (فيديو): تحميل (المدة: 9:49 - 127.7 ميجا بايت)
الإشتراك: آبل بودكاست | RSS