Wenn es darum geht, unser Sonnensystem zu erkunden, gibt es nur wenige Missionen, die ehrgeiziger sind als diejenigen, die die Sonne studieren wollen. Während die NASA und andere Weltraumagenturen die Sonne seit Jahrzehnten beobachten, wurden die meisten dieser Missionen im Orbit um die Erde durchgeführt. Bisher waren die Sonden der Sonne am nächsten gekommen Helios 1 und 2 Sonden, die die Sonne in den 1970er Jahren aus der Umlaufbahn von Merkur am Perihel untersuchten.
Die NASA beabsichtigt, all dies mit der Parker Solar Probe zu ändern, der Raumsonde, die kürzlich von Cape Canaveral aus gestartet wurde und unser Verständnis der Sonne durch den Eintritt in die Atmosphäre (auch bekannt als Corona) revolutionieren wird. In den nächsten sieben Jahren wird die Sonde die Schwerkraft der Venus nutzen, um eine Reihe von Schleudern durchzuführen, die sie der Sonne allmählich näher bringen als jede Mission in der Geschichte der Raumfahrt!
Das Raumschiff startete am Sonntag, dem 12. August, um 3:31 Uhr morgens vom Space Launch Complex-37 in der Luftwaffenstation Cape Canaveral auf einer schweren Rakete der United Launch Alliance Delta IV. Um 5:33 Uhr morgens berichtete der Missionsbetriebsleiter, dass das Raumschiff gesund sei und normal funktioniere. Im Laufe der nächsten Woche wird es damit beginnen, seine Instrumente zur Vorbereitung seiner wissenschaftlichen Mission einzusetzen.
Sobald sich die Parker-Sonnensonde in der Sonnenkorona befindet, wird sie eine fortschrittliche Instrumentensuite einsetzen, um unser Verständnis der Sonnenatmosphäre sowie des Ursprungs und der Entwicklung des Sonnenwinds zu revolutionieren. Diese und andere Erkenntnisse werden es Forschern und Astronomen ermöglichen, ihre Fähigkeit zu verbessern, Weltraumwetterereignisse (wie Sonneneruptionen) vorherzusagen, die Astronauten und umlaufende Missionen schädigen, die Funkkommunikation stören und Stromnetze beschädigen können.
Thomas Zurbuchen, stellvertretender Administrator der Direktion für wissenschaftliche Missionen der NASA, sagte kürzlich in einer Pressemitteilung der NASA:
„Diese Mission ist wirklich der erste Besuch der Menschheit bei einem Stern, der Auswirkungen nicht nur hier auf der Erde haben wird, sondern auch darauf, wie wir unser Universum besser verstehen. Wir haben vor Jahrzehnten etwas erreicht, das ausschließlich im Bereich der Science-Fiction gelebt hat. "
Die Mission Parker Probes bringt sicherlich einige Herausforderungen mit sich. Neben der unglaublichen Hitze, die es aushalten muss, gibt es auch die Herausforderung, einfach dorthin zu gelangen. Dies ist auf die Umlaufgeschwindigkeit der Erde zurückzuführen, die sich mit einer Geschwindigkeit von 30 km / s (18,64 mps) um die Sonne bewegt - oder etwa 108.000 km / h (67.000 mph). Das Aufheben dieser Geschwindigkeit und das Reisen in Richtung Sonne würde 55-mal so viel Energie kosten wie ein Fahrzeug, um zum Mars zu reisen.
Um dieser Herausforderung zu begegnen, wurde die Parker-Sonde von einer sehr leistungsstarken Rakete gestartet - der ULA Delta IV, die 9.700 kN Schub erzeugen kann. Darüber hinaus wird es auf eine Reihe von Schwerkrafthilfen (auch bekannt als Gravitationsschleudern) mit Venus angewiesen sein. Diese bestehen aus der Sonde, die Vorbeiflüge der Sonne leitet, dann um die Venus kreist, um die Geschwindigkeit durch die Schwerkraft des Planeten zu steigern, und dann erneut um die Sonne schleudert.
Während ihrer siebenjährigen Mission wird die Sonde sieben Schwerkraft-Assists mit der Venus durchführen und 24 Sonnenpassagen durchführen, wobei ihre Umlaufbahn schrittweise enger wird. Schließlich wird es eine Entfernung von ungefähr 6 Millionen km (3,8 Millionen Meilen) von der Sonne erreichen und durch die Atmosphäre (auch bekannt als Corona) fliegen, wodurch es mehr als sieben Mal näher kommt als jedes Raumschiff in der Geschichte. Darüber hinaus wird die Sonde mit einer Geschwindigkeit von rund 692.000 km / h fahren, was den Rekord für das sich am schnellsten bewegende Raumschiff in der Geschichte aufstellen wird.
In der ersten Woche seiner Reise wird das Raumschiff seinen Antennen- und Magnetometerausleger mit hoher Verstärkung einsetzen, in dem sich die drei Instrumente befinden, mit denen das Magnetfeld der Sonne untersucht wird. Es wird auch den ersten Teil eines zweiteiligen Einsatzes seiner fünf elektrischen Feldantennen (auch bekannt als FIELDS-Instrumentensuite) durchführen, mit dem die Eigenschaften des Sonnenwinds gemessen und ein dreidimensionales Bild der elektrischen Felder der Sonne erstellt werden.
Weitere Instrumente an Bord des Raumfahrzeugs sind der Weitfeld-Imager für Parker Solar Probe (WISPR), das einzige Bildgebungsinstrument des Raumfahrzeugs. Dieses Instrument nimmt Bilder der großräumigen Struktur der Korona und des Sonnenwinds auf, bevor das Raumschiff durch sie fliegt, und erfasst Phänomene wie koronale Massenauswürfe (CMEs), Jets und andere Auswürfe von der Sonne.
Es gibt auch das Untersuchungsinstrument Solar Wind Electrons Alphas and Protons (SWEAP), das aus zwei weiteren Instrumenten besteht - dem Solar Probe Cup (SPC) und den Solar Probe Analyzers (SPAN). Diese zählen die am häufigsten vorkommenden Partikel im Sonnenwind - Elektronen, Protonen und Heliumionen - und messen ihre Geschwindigkeit, Dichte, Temperatur und andere Eigenschaften, um unser Verständnis von Sonnenwind und koronalem Plasma zu verbessern.
Dann gibt es die integrierte wissenschaftliche Untersuchung der Sonne (ISOIS), die auf den Instrumenten EPI-Lo und EPI-Hi - Energetic Particle Instruments (EPI) - basiert. Mit diesen beiden Instrumenten misst ISOIS Elektronen, Protonen und Ionen über einen weiten Bereich von Energien, um besser zu verstehen, woher diese Teilchen kommen, wie sie beschleunigt wurden und wie sie sich im gesamten Sonnensystem bewegen.
Die Parker Solar Probe ist nicht nur das erste Raumschiff, das die Korona der Sonne erforscht, sondern auch das erste Raumschiff, das nach einem lebenden Wissenschaftler benannt wurde - Eugene Parker, dem Physiker, der 1958 erstmals die Existenz des Sonnenwinds theoretisierte. Als Nicola Fox die Sonde Projektwissenschaftler am JHUAPL, angegeben:
„Die Erforschung der Sonnenkorona mit einem Raumschiff war eine der größten Herausforderungen für die Erforschung des Weltraums. Wir werden endlich in der Lage sein, Fragen über die Korona und den Sonnenwind zu beantworten, die Gene Parker 1958 mit einem Raumschiff, das seinen Namen trägt, aufgeworfen hat, und ich kann es kaum erwarten, herauszufinden, welche Entdeckungen wir machen. Die Wissenschaft wird bemerkenswert sein. “
Dr. Parker war vor Ort, um den Start des Raumfahrzeugs am frühen Morgen mitzuerleben. Zusätzlich zu seiner fortschrittlichen Reihe wissenschaftlicher Instrumente trägt die Sonde auch eine Plakette, die Parker die Mission widmet. Diese Plakette, die im Mai beigefügt wurde, enthält ein Zitat des renommierten Physikers - "Mal sehen, was vor uns liegt" - und eine Speicherkarte mit mehr als 1,1 Millionen Namen, die von der Öffentlichkeit eingereicht wurden, um mit dem Raumschiff zur Sonne zu reisen.
Die Instrumententests beginnen Anfang September und dauern ungefähr vier Wochen. Danach kann die Parker Solar Probe den wissenschaftlichen Betrieb aufnehmen. Am 28. September wird es seinen ersten Vorbeiflug an der Venus durchführen und Anfang Oktober seine erste Schwerkraftunterstützung für den Planeten durchführen. Dies wird dazu führen, dass das Raumschiff eine 180-Tage-Umlaufbahn der Sonne einnimmt, wodurch es sich auf eine Entfernung von etwa 24 Millionen km (15 Millionen Meilen) befindet.
Am Ende wird die Parker Solar Probe versuchen, einige langjährige Rätsel um die Sonne zu lösen. Warum zum Beispiel ist die Sonnenkorona 300-mal heißer als die Sonnenoberfläche, was treibt den Überschall-Sonnenwind an, der das gesamte Sonnensystem durchdringt, und was beschleunigt energiereiche Teilchen - die Geschwindigkeiten von bis zu der Hälfte der Lichtgeschwindigkeit erreichen können - weg von der Sonne?
Seit sechzig Jahren haben Wissenschaftler über diese Fragen nachgedacht, konnten sie jedoch nicht beantworten, da kein Raumschiff in der Lage war, die Korona der Sonne zu durchdringen. Dank der Fortschritte in der Thermotechnik ist die Parker Solar Probe das erste Raumschiff, das das Gesicht der Sonne „berühren“ und ihre Geheimnisse preisgeben kann. Bis Dezember wird das Schiff seine ersten wissenschaftlichen Beobachtungen auf die Erde zurücksenden.
Andy Driesman, Projektmanager der Parker Probe-Mission am Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (JHUAPL), erklärte:
„Der heutige Start war der Höhepunkt von sechs Jahrzehnten wissenschaftlicher Studien und Millionen von Arbeitsstunden. Jetzt arbeitet Parker Solar Probe normal und ist auf dem Weg zu einer siebenjährigen Mission der extremen Wissenschaft. “
Das Verständnis der Dynamik der Sonne ist für das Verständnis der Geschichte des Sonnensystems und der Entstehung des Lebens selbst von wesentlicher Bedeutung. Aber bis jetzt war keine Mission in der Lage, der Sonne nahe genug zu kommen, um ihre größten Geheimnisse anzusprechen. Bis die Mission der Parker Solar Probe abgeschlossen ist, erwarten die Wissenschaftler, viel über die Phänomene gelernt zu haben, die Leben entstehen lassen und es stören können!
