Wstęp
Kosmos od zawsze przyciąga uwagę ludzkości, skrywając niezliczone tajemnice i spektakularne zjawiska. Rozwój technologii kosmicznych pozwala nam coraz lepiej poznawać otaczający nas Wszechświat. Jednym z najbardziej ambitnych projektów w tej dziedzinie jest misja NASA – Parker Solar Probe, której celem jest zbliżenie się do naszej gwiazdy macierzystej, Słońca, na nieosiągalną wcześniej odległość. Dzięki tej sondzie naukowcy zyskują unikalną szansę na zbadanie procesów zachodzących w koronie słonecznej oraz lepsze zrozumienie wpływu aktywności słonecznej na Ziemię.
Początki misji i główne założenia
Parker Solar Probe została wystrzelona 12 sierpnia 2018 roku z kosmodromu Cape Canaveral na Florydzie. Jej nazwa pochodzi od nazwiska astrofizyka Eugena Parkera, który w latach 50. XX wieku jako pierwszy opisał koncepcję wiatru słonecznego. Misja sondy Parker Solar Probe ma trwać do lat 30. XXI wieku, obejmując serię bliskich przelotów w pobliżu Słońca w celu:
- Zbadania korony słonecznej – najbardziej zewnętrznej części atmosfery Słońca, w której temperatura osiąga wartości wyższe nawet o kilka milionów stopni Celsjusza niż na powierzchni gwiazdy.
- Analizy wiatru słonecznego – szybkiego strumienia naładowanych cząstek wyrzucanych przez Słońce, mających bezpośredni wpływ na pogodę kosmiczną wokół Ziemi i innych planet.
- Poznania mechanizmów burz magnetycznych – intensywność aktywności słonecznej może wpływać na satelity, sieci energetyczne i komunikację radiową na Ziemi.
- Wyjaśnienia paradoksu grzewczego korony – koronę słoneczną charakteryzuje znacznie wyższa temperatura niż powierzchnia Słońca (tzw. fotosfera), co od dziesięcioleci stanowiło zagadkę astrofizyczną.
Rekordowe prędkości i trajektoria
Sonda Parker Solar Probe pobiła już kilka rekordów, stając się najszybszym obiektem stworzonym przez człowieka. Podczas jednego z bliskich przelotów, w 2021 roku, osiągnęła prędkość wynoszącą około 586 000 km/h. Sonda wykorzystuje grawitacyjne asysty manewrowe wokół planety Wenus, aby stopniowo zacieśniać orbitę wokół Słońca, pozwalając na coraz bliższe podejścia.
Do końca misji przewiduje się, że Parker Solar Probe może zbliżyć się do Słońca na odległość około 6 milionów kilometrów (przy promieniu orbity Merkurego wynoszącym ok. 58 mln km). Dla porównania, Ziemia krąży wokół Słońca w odległości średnio 150 mln km. Tak niewielki dystans umożliwia sondzie pobranie próbek cząstek wiatru słonecznego niemal u źródła.
Konstrukcja i systemy ochrony sondy
Zbliżenie się do Słońca wiąże się z ekstremalnymi warunkami: gigantyczną temperaturą i silnym promieniowaniem. Aby chronić instrumenty pokładowe, Parker Solar Probe wyposażono w:
- Ekran termiczny – kompozytową tarczę o grubości kilkunastu centymetrów, zdolną wytrzymać temperatury przekraczające 1300°C. Dzięki niej wrażliwe urządzenia wewnątrz sondy pracują w temperaturze pokojowej.
- Zaawansowany system chłodzenia – specjalny układ cyrkulacji cieczy (w tym wody zdejonizowanej) utrzymuje stabilną temperaturę podzespołów.
- Nowoczesne panele słoneczne – zdolne do wydajnej pracy w wysokich temperaturach oraz chowane częściowo za osłoną termiczną podczas największego zbliżenia do Słońca.
Najważniejsze instrumenty naukowe
- FIELDS – służy do pomiaru pola elektrycznego i magnetycznego oraz fal plazmy.
- WISPR – teleskop obrazujący struktury słoneczne, takie jak koronalne wyrzuty masy.
- SWEAP – analizator wiatru słonecznego, który mierzy prędkość, gęstość i temperaturę naładowanych cząstek.
- ISIS – bada wysokoenergetyczne cząstki, pozwalając zrozumieć procesy przyspieszania cząstek w koronie słonecznej.
Dotychczasowe odkrycia i znaczenie misji
Pierwsze pomiary sondy Parker Solar Probe już dostarczyły nowych danych na temat struktury wiatru słonecznego. Naukowcy obserwują m.in.: krótkotrwałe, intensywne „zawirowania” (switchbacks) w polu magnetycznym, które mogą wyjaśniać procesy grzewcze korony. Dane te pozwalają również lepiej przewidywać zjawiska przestrzeni kosmicznej, zwłaszcza burze magnetyczne.
Zrozumienie aktywności słonecznej ma kluczowe znaczenie dla ochrony satelitów telekomunikacyjnych, stacji kosmicznych czy sieci energetycznych na Ziemi. Dzięki misji Parker Solar Probe, ludzkość zyskuje nieoceniony wgląd w procesy zachodzące wewnątrz heliosfery.
Podsumowanie
Parker Solar Probe to jedna z najbardziej ambitnych misji kosmicznych w historii. Jej innowacyjne podejście do zbliżania się do Słońca i rekordowe prędkości czynią z niej niezwykłe osiągnięcie inżynierii kosmicznej. Zgromadzone dane pomogą naukowcom odpowiedzieć na fundamentalne pytania dotyczące funkcjonowania naszej gwiazdy. Sukces tej misji może okazać się kamieniem milowym w rozwoju heliofizyki, a zdobyta wiedza będzie miała istotny wpływ na przyszłe loty kosmiczne i systemy ochrony naszej planety przed skutkami kosmicznej pogody.