Впервые в истории КК приблизится к Солнцу на 6 млн км…
Если бы Земля была на одном конце метровой палки, а Солнце на другом, солнечный зонд подойдет на десять сантиметров к поверхности звезды
«Группа запуска ULA готовится к еще одной попытке отправить Delta IV Heavy с (зондом) Parker Solar Probe в воскресенье. Окно запуска откроется завтра в 03.31 по времени EDT (10.31 мск)»
Ракета должна вывести на высокую эллиптическую орбиту аппарат размером с небольшой автомобиль. Для этого запуска и без того одну из самых мощных в настоящее время в мире ракет оснастили дополнительной третьей ступенью. Как сообщила ULA, твердотопливная третья ступень Star 48BV предоставлена компанией Northrop Grumman Innovation Systems.
Parker Solar Probe, который назван в честь астрофизика Юджина Паркера, предстоит в течение предстоящих семи лет совершить 24 витка вокруг Солнца.
Создатели зонда рассчитывают, что он сможет приблизиться к звезде на расстояние 6,1 миллиона километров над ее поверхностью. Так близко к Солнцу раньше не приближался ни один созданный человеком зонд.
Хотя «Паркер» будет двигаться через космос при температурах в несколько миллионов градусов, поверхность теплового щита, которая направлена на Солнце, будет нагреваться всего до 2500 градусов по Фаренгейту (это 1400 градусов по Цельсию).
Защитный щит
Конечно, несколько тысяч градусов — это все еще фантастически горячо. (Для сравнения, лава от вулканического извержения может быть температурой от 700 до 1200 градусов). И чтобы выдержать это тепло, зонду «Паркер» нужен тепловой щит под названием Thermal Protection System (TPS), 2,4 метра в диаметре и 115 миллиметров толщиной. Эти несколько дюймов защиты означают, что только одна сторона щита, где находится корпус аппарата, будет в комфортной температуре 30 градусов.
в НАСА сообщили, что первое сближение аппарата с Солнцем состоится в ноябре, первые полученные им снимки будут переданы на Землю в декабре.
Проект оценивается в $ 1,5 млрд.
19:39 11.08.2018
Защитный щит TPS был разработан Лабораторией прикладной физики Джона Хопкинса и построен Carbon-Carbon Advanced Technologies, которые взяли углеродную композитную пену и зажали между двумя углеродными пластинами.
Эта легковесная изоляция будет сопровождаться напылением белой керамическо краски на солнечной стороне, чтобы отражать тепло по максимуму. Испытания показали, что щит способен выдержать температуру в 1650 градусов и оградить приборы от любого тепла, посылаемого Солнцем.
Измерение ветра при помощи чаши
Не все инструменты «Паркера» будут за щитом TPS.
Чуть выше теплового щита находится Solar Probe Cup — один из двух инструментов «Паркера», не защищенных тепловым щитом. Этот инструмент известен как чаша (или коллектор) Фарадея, датчик для измерения вспышек ионов и электронов и углов потоков солнечного ветра.
Из-за интенсивности солнечной атмосферы необходимы уникальные технологии, которые гарантируют, что инструмент не только переживет полет, но и сможет отправить точные данные обратно. Сама чаша изготовлена из титан-цирконий-молибденовых пластин, молибденового сплава с точкой плавления 2349 градусов Цельсия.
Чипы, производящие электрическое поле для «Паркера», сделаны из вольфрама, металла с наивысшей точкой плавления (3422 градуса). Обычно для травления линий сетки в этих чипах используются лазеры, однако из-за высокой температуры плавления использовалась кислота.
Другая проблема пришла в форме электронных кабелей — большинство кабелей расплавились бы при воздействии теплового излучения на такой близости к Солнцу. Для решения этой проблемы инженеры вырастили трубочки из сапфировых кристаллов, чтобы замкнуть провода, и сделали сами провода из ниобия.
Чтобы убедиться, что инструмент готов к суровой среде, ученым нужно было имитировать интенсивное тепловое излучение солнца в лаборатории. Чтобы создать достойный уровень тепла, ученые использовали ускоритель частиц и прожекторы IMAX. Прожекторы имитировали тепло солнца, а ускоритель частиц облучал чашу. Чтобы точно убедиться, что чаша «Паркера» сможет выдержать суровые условия, использовалась Одейлийская солнечная печь, крупнейшая в мире, которая концентрирует тепло солнца при помощи 10 000 настраиваемых зеркал.
Солнечный зонд «Паркер» прошел испытания на ура — в действительности, он работал тем лучше и тем более четкие результаты выдавал, чем больше подвергался воздействию испытательной среды. «Мы думаем, что излучение устранило любые возможные загрязнения», говорит Жюстин Каспер, исследователь инструментов SWEAP. «Он по сути самоочистился».
19:40 11.08.2018
Возле солнца в прохладе
Несколько других конструкций на космическом аппарата поддерживают Parker Solar Probe защищенным от тепла. Без защиты солнечные панели — которые используют энергию самой звезды для питания аппарата — могут перегреться. По мере приближения к солнцу, солнечный массив прячется в тень теплового щита, оставляя лишь небольшой сегмент открытым интенсивным лучам солнца.
Но чем ближе к солнцу, тем больше нужно защиты. Массив батарей оснащен удивительно простой системой охлаждения: тепловой бак, который не дает хладагенту замерзнуть во время запуска, два радиатора, которые не дают хладагенту замерзнуть, алюминиевые лопасти для максимизации поверхности охлаждения, насосы для циркуляции хладагента. Система охлаждения достаточно мощная, чтобы охладить небольшую комнату, и будет поддерживать массив солнечных батарей и инструменты холодными и функционирующими даже в тепле Солнца.
Что же это за хладагент? Порядка 3,7 литров деионизированной воды. Хотя существует множество химических хладагентов, диапазон температур, которым будет подвергаться космический аппарат, колеблется между 10 градусами и 125 градусами. Очень немногие жидкости могут обрабатывать такие диапазоны, как вода. Чтобы вода не вскипала на высоком конце температур, она будет находиться под давлением, поэтому температура кипения будет выше 125 градусов.
Другая проблема с защитой любого космического аппарата — выяснить, как с ним общаться. «Паркер» будет по большей части предоставлен сам себе. Для сообщения с Землей свету нужно восемь минут — поэтому инженеры не смогут контролировать аппарат с Земли, если что-то пойдет не так.
Таким образом, космический аппарат должен автономно поддерживать себя в безопасности на пути к солнцу. Несколько датчиков, размером с половину мобильного телефона, будут крепиться к телу космического аппарата по краю тени от теплового экрана. Если какой-либо из этих датчиков обнаружит солнечный свет, он предупредит центральный компьютер и космический аппарат исправит свое положение, чтобы защитить датчики и остальные инструменты. Все это должно произойти без вмешательства человека, поэтому программное обеспечение будет тщательно проверяться, чтобы вносить все корректировки на лету.
19:45 11.08.2018
Запуск к Солнцу
После запуска «Паркер» определит положение Солнца, выровняет защитный экран и продолжит свое путешествие в течение следующих трех месяцев, приветствуя тепло Солнца и защищаясь от холодного вакуума космоса.
В течение семи лет запланированной продолжительности полета космический аппарат обогнет звезду по орбите 24 раза. При каждом круге он будет приближаться к Солнцу и собирать образцы солнечного ветра, изучать корону и служить глазами для наших ученых.
19:46 11.08.2018
Интересно, что предпочтительной охлаждающей жидкостью для солнечных панелей космического корабля является… вода. «Часть финансирования демонстрационных технологий NASA была использована APL и нашими партнерами в UTAS для изучения различных хладагентов», — рассказывает Мэри Кэ Локвуд, инженер систем космических аппаратов Parker Solar Probe Лаборатории прикладной физики Джона Хопкинса (APL).
«Но для диапазона температур, который нам требовался (от 10оС до 125оС) из-за многочисленных ограничений именно вода стала отличным решением».
Чтобы температура кипения воды превысила отметку в 125оС, жидкость будет находиться под давлением, а процесс деионизации будет лишать воду любых минералов, которые могли бы оказать негативное воздействие на работу системы. Хотя TPS будет нагреваться до 1370оС, система охлаждения предназначена для поддержания солнечных панелей на функциональном уровне при нагреве в 182оС или ниже. Пролетая сквозь атмосферу Солнца, панели будут получать в 25 раз больше солнечной энергии, чем на орбите Земли.
Использование солнечной батареи для корабля, идущего к Солнцу, кажется очевидным, но сразу появляется задача удерживать панели от разрушения при сильном нагреве. В результате экраном послужит стандартная стеклянная крышка, защищающая фотоэлектрические элементы, а также специальный керамический держатель, спаянный на дне каждой ячейки. Керамическую подложку, называемую валиком, приклеивают теплопроводным клеем.
Закипание воды в системе охлаждения — не единственная проблема. Исследователи из APL также должны предотвратить замерзание воды в космосе. Во время запуска аккумуляторный бак будет содержать 5 литров воды, которая не замерзнет до тех пор, пока корабль не достигнет более теплых областей космоса. Система охлаждения также будет включать в себя двухскоростные насосы и четыре радиатора из титановых труб с алюминиевыми ребрами толщиной всего в 0,5 мм. Система охлаждения обладает мощность в 6000 Вт, что достаточно для охлаждения средней гостиной.
Это важно, поскольку аппарат будет подвергаться сильным колебаниям температуры, когда попадет в космос. Сложность миссии потребует от Parker Solar Probe автоматически сдвигаться и настраиваться, чтобы TPS находился в правильном положении для защиты корабля. По словам Локвуд, даже простое изменение угла наклона солнечных панелей к Солнцу потребовало бы увеличить степень охлаждения на 35%.
«Невозможно сделать эти корректировки с Земли, а это значит, что система должна сама координировать свои действия», — объясняет Мэри. «APL разработала множество систем, включая управление углом наклона, систему пилотирования и электропитания, автономное программное обеспечение полета, которые работают в связке с системой охлаждения солнечной батареи». Предполагается, что солнечный зонд Parker станет одним из самых автономных космических аппаратов, когда-либо выпущенных в космос.
19:47 11.08.2018
Научные задачи
Определение структуры и динамики магнитных полей в источниках солнечного ветра.
Выявление уровня энергии, испускаемой короной Солнца, и ускорения солнечного ветра.
Определение того, какие механизмы ускоряют и переносят энергетические частицы.
Изучение частиц плазмы около Солнца и их воздействие на солнечный ветер и образование энергетических частиц.
20:01 11.08.2018
Меркурий максимально на 46 млн км подходит к Солнцу
До этого максимально близко к Солнцу
В 1970-е годы в рамках совместного проекта США и Германии были запущены спутники «Гелиос-I» и «Гелиос-II» (англ. Helios). Они находились на гелиоцентрической орбите, перигелий которой лежал внутри орбиты Меркурия, примерно в 40 млн км от Солнца.
20:22 11.08.2018
Вася (29876) (Вася970) писал (а) в ответ на :
> Хотя «Паркер» будет двигаться через космос при температурах в несколько миллионов градусов, поверхность теплового щита, которая направлена на Солнце, будет нагреваться всего до 2500 градусов по Фаренгейту (это 1400 градусов по Цельсию).
>
Что за высер?
20:26 11.08.2018
Nitroacid TNT 39394 (39394) писал (а) в ответ на :
> Вася (29876) (Вася970) писал (а) в ответ на сообщение:
>> Хотя «Паркер» будет двигаться через космос при температурах в несколько миллионов градусов, поверхность теплового щита, которая направлена на Солнце, будет нагреваться всего до 2500 градусов по Фаренгейту (это 1400 градусов по Цельсию). >>
> > Что за высер?
Тоже непонятно несколько, но вот как объясняют. Низкая плотность вещества.
Сунуть руку в духовку при 100С и в кипяток большая разница для руки.
20:46 11.08.2018
«Мы изучаем Солнце на протяжении десятилетий, и теперь мы, наконец, собираемся добраться до самой горячей точки», — сказал Алекс Янг (Alex Young), заместитель директора по науке в Отделе гелиофизики в Центре космических полетов имени Годдарда NASA.
Наше Солнце гораздо сложнее, чем кажется на первый взгляд. Человек поднимет глаза на небесное светило и видит ровный, спокойный диск. На деле же Солнце -динамичная, активная звезда. Ее жизнь буквально кипит: то возникают солнечные вспышки, то из солнечной короны выбрасывается масса, то рождается солнечный ветер…
Энергия Солнца пронизывает всю нашу солнечную систему далеко за пределы орбиты Плутона и влияет на каждый мир на этом пути. Чтобы понимать, как именно влияет солнечная активность на Землю и другие миры, необходимо разбираться в процессах самого Солнца.
«Энергия Солнца всегда протекает через наш мир, — отметил Никки Фокс (Nicky Fox), ученый из Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса. — И хотя нам не видим сам солнечный ветер, мы можем его наблюдать как прекрасное сияние на полюсах. У нас нет четкого понимания механизмов, которые посылают этот ветер к нам, — и это то, что мы собираемся открыть».
Именно тут в игру вступает Parker Solar Probe. У этого космического аппарата — целый ряд инструментов для исследования Солнца: некоторые из них собирают информацию на расстоянии от центральной звезды, а другие — непосредственно на Солнце. Вместе данные, полученные с помощью этих современных инструментов, должны помочь ученым ответить на три фундаментальных вопроса о центральной звезде нашей системы.
Три кита неизвестности
Одним из таких вопросов является тайна ускорения солнечного ветра — постоянного оттока «материала» звезды. Хотя мы в целом понимаем происхождение солнечного ветра на Солнце, мы знаем, что есть некая точка, пока еще не наблюдаемая, где солнечный ветер ускоряется до сверхзвуковых скоростей. Данные показывают, что это изменение происходит в короне — области атмосферы Солнца, которую пересечет Parker Solar Probe. Ученые планируют использовать дистанционные и локальные измерения космического аппарата, чтобы пролить свет на процесс в солнечной короне.
Во-вторых, ученые надеются раскрыть секрет чрезвычайно высоких температур короны. Температура ядра Солнца достигает более 15,5 миллионов градусов по Цельсию, поверхность звезды нагревается примерно до 5500 градусов, а корона, которая находится дальше от самого горячей точки, в сотни раз горячее поверхности, ее температура — около 1,5 миллиона градусов. Это кажется нелогичным. «Как будто мы отошли от костра и нам стало вдруг намного жарче», — привел сравнение Фокс.
Наконец, приборы Parker Solar Probe должны выявить механизмы работы ускорения солнечных энергетических частиц, которые могут достигать скорости, более чем вполовину превышающей скорость света, когда они отлетают от Солнца. Такие частицы могут мешать работе спутников — особенно тем, которые летают вне магнитного поля Земли.
20:48 11.08.2018
А что внутри?
Чтобы ответить на поставленные выше вопросы, новый космический аппарат использует четыре набора инструментов.
Первый — FIELDS, разработанный специалистами из Калифорнийского университета в Беркли. Он измеряет электрические и магнитные поля вокруг космического корабля. FIELDS с высоким разрешением регистрирует волны и турбулентные завихрения во внутренней области гелиосферы.
Другой инструмент — WISPR, широкоформатный тепловизор — является единственным инструментом для съемки на борту космического корабля. WISPR делает снимки таких структур, как выбросы корональной массы и выбросы вещества на поверхности Солнца. С помощью этих снимков ученым удастся найти взаимосвязь между процессами в короне Солнца с подробными физическими измерениями, которые фиксируются непосредственно в среде близкого к Солнцу. WISPR возглавляет Военно-морская исследовательская лаборатория в Вашингтоне.
Следующий набор — под названием SWEAP (сокращение от Alpha Solar Electron Alphans и Protons Investigation) — объединяет инструменты, которые подсчитывают количество самых распространенных частиц солнечного ветра — электронов, протонов и ионов гелия — и измеряют такие его свойства, как скорость, плотность и температура. Над данными SWEAP будут работать Мичиганский университет, Калифорнийский университет и Смитсоновская астрофизическая обсерватория в Кембридже.
Наконец, последний инструмент — набор IS? IS (Integrated Science Investigation of the Sun). Символ «?» в названии — не опечатка, а символ Солнца. Этот инструмент измеряет частицы в широком диапазоне энергий. Измеряя электроны, протоны и ионы, IS? IS будет понимать жизненные циклы частиц — откуда они пришли, как они ускорялись и как они выходят из Солнца в межпланетное пространство. За этот инструмент отвечает Принстонский университет.
Последний писк космической «моды»
Parker Solar Probe — это проект, который разрабатывался около шестидесяти лет. В 1958 году астроном Юджин Ньюмен Паркер опубликовал новаторскую научную статью, в которой описана теория существование солнечного ветра. Миссия была названа в его честь.
Только за последние несколько десятилетий технологии вышли на такой уровень, чтобы сделать Parker Solar Probe реальностью. О таком рискованном путешествии нельзя было бы и подумать, до того как появились новейшие технологии: тепловой экран, система охлаждения солнечной батареи и усовершенствованная бортовая система устранения неполадок.
20:50 11.08.2018
Самое главное, что требуется космическому зонду, — это энергия. Очень много энергии. «Энергия запуска для достижения Солнца в 55 раз выше, чем требуется, чтобы добраться до Марса, и два раза превышает энергию, необходимую для того, чтобы достичь Плутона», — подчеркнул Яньпин Го (Yanping Guo) из Лаборатории прикладной физики Джона Хопкинса, который разработал траекторию миссии. «Летом Земля и другие планеты нашей Солнечной системы находятся в наиболее благоприятном положении, чтобы позволить нам приблизиться к Солнцу». Поэтому запуск назначен на начало августа.
Первая «остановка» Parker Solar Probe в его длинном путешествии — Венера. И дальше — основой пункт назначения, Солнце. «Изучая нашу звезду, мы можем узнать не только о Солнце, — сказал Томас Зурбухен (Thomas Zurbuchen) из Управления научной миссии в штабе NASA. — Мы также можем узнать больше обо всех других звездах во всей галактике, и даже во всей Вселенной».
11:06 12.08.2018
РАКЕТА-НОСИТЕЛЬ DELTA IV HEAVY СТАРТОВАЛА ВО ФЛОРИДЕ С ЗОНДОМ PARKER SOLAR PROBE, КОТОРЫЙ БУДЕТ ИЗУЧАТЬ СОЛНЕЧНУЮ КОРОНУ — НАСА
Отложенный днем ранее пуск автоматической станции Parker Solar Probe состоялся в воскресенье, зонд стартовал с космодрома на мысе Канаверал. Как сообщили в Национальном управлении США по аэронавтике и исследованию космического пространства, осуществившем пуск, зонд запущен для изучения Солнца.
11:08 12.08.2018
Сегодня в 10:31 по московскому времени зонд Parker Solar Probe успешно стартовал с космодрома космического центра Кеннеди (Флорида, США). Согласно плану миссии, он должен приблизиться к Солнцу на рекордно близкое расстояние и собрать данные о магнитных полях и плазме Солнца. Прямая трансляция запуска идет на сайта NASA.
Доставит зонд к звезде одна из самых мощных ракет-носителей в мире, Delta IV Heavy. Во время полета зонд достигнет рекордной скорости — около 700 тысяч километров в час. Первое сближение с Солнцем (перигелий) аппарат совершит в ноябре, а максимальное приближение к условной поверхности звезды, на расстояние в 8,86 радиусов Солнца должно состояться в 2024 году. За время полета аппарат совершит еще и семь сближений с Венерой.
> Nitroacid TNT 39394 (39394) писал (а) в ответ на сообщение:
>> Вася (29876) (Вася970) писал (а) в ответ на сообщение:
>>> Хотя «Паркер» будет двигаться через космос при температурах в несколько миллионов градусов, поверхность теплового щита, которая направлена на Солнце, будет нагреваться всего до 2500 градусов по Фаренгейту (это 1400 градусов по Цельсию). >>>
>> >> Что за высер?
> > Тоже непонятно несколько, но вот как объясняют. > Низкая плотность вещества. >
> Сунуть руку в духовку при 100С и в кипяток большая разница для руки. > >
Аналогичным образом, если сравнивать с видимой поверхностью Солнца, корона менее плотная, поэтому космический аппарат взаимодействут с меньшим количество горячих частиц и сильно не нагревается.
Вась, а Вась? Вы ещё меня называете мракобесом, тут вона, людишки изобретают свою термодинамику и свои законы термодинамики. То что они пишут, это даже не бред, это говоря мягкими и нежными словами, лошадиный понос. С таким же успехом они измерят температуру одной элементарной частицы……
Вась, а Вась? Вы ещё меня называете мракобесом, тут вона, людишки изобретают свою термодинамику и свои законы термодинамики. То что они пишут, это даже не бред, это говоря мягкими и нежными словами, лошадиный понос. С таким же успехом они измерят температуру одной элементарной частицы……