من المقرر أن تتجه مركبة فضائية إلى الشمس هذا الشهر. سيكون مسبار باركر الشمسي هذا أول من ينقض عبر الغلاف الجوي الخارجي لنجمنا.
سوف يجلد حول الشمس عشرين مرة على مدى السنوات السبع القادمة. عند أقرب نقطة له ، سوف يقطع مسافة 6 ملايين كيلومتر (4 ملايين ميل) من سطح النجم. هذا أقرب بسبع مرات من أي مركبة فضائية سابقة. في أقرب وقت ، سوف يندفع باركر عبر الغلاف الجوي الخارجي. وهذا ما يُعرف بإكليل الشمس.
سيتنقل باركر عبر الهالة بسرعة حوالي 700000 كيلومتر (435000 ميل) في الساعة. هذه السرعة كافية للانتقال من فيلادلفيا إلى واشنطن العاصمة في حوالي ثانية واحدة. في الواقع ، سيصبح باركر أسرع جسم من صنع الإنسان في النظام الشمسي.
يجري إرسال المسبار لعمل ملاحظات عن قرب للهالة والرياح الشمسية. هذه "الرياح" هي سيل من الجسيمات المشحونة التي يقذفها النجم باستمرار في الفضاء. يمكن أن تساعد كلتا الملاحظتين في حل الألغاز طويلة الأمد حول الأعمال الداخلية للغلاف الجوي للشمس. وقد تعمل البيانات الجديدة على تحسين التنبؤات بأحداث طقس الفضاء ، مثل التوهجات الشمسية. يمكن أن تعرض مثل هذه التوهجات للخطر المركبات الفضائية ورواد الفضاء - حتى التكنولوجيا على الأرض.
لا يشارك Craig DeForest في مهمة Parker. لكنه وجد المهمة "استثنائية". يعمل DeForest في معهد الأبحاث الجنوبي الغربي في بولدر ، كولورادو ، حيث يدرس فيزياء الشمس. ويقول إن مجموعة البيانات الجديدة التي جمعها المسبار "ستجيب على الكثير من الأسئلة التي لم نتمكن من الإجابة عليها بأي طريقة أخرى". "كان هناك قدر هائل من الترقب لذلك."
تعيين المعالم السياحية على الشمس
كان لدى الباحثين مسبار مثل باركر في قوائم رغباتهم منذ ما يقرب من 60 عامًا. تم إنشاء وكالة ناسا في عام 1958. وفي نفس العام ، أوصى مجلس دراسات الفضاء التابع للأكاديميات الوطنية للعلوم والهندسة بأن ترسل الوكالة الجديدة مركبة فضائية داخل مدار عطارد. كان الهدف هو التحقق من البيئة المحيطة بالشمس.
على مر السنين ، طرحت مجموعات بحثية أخرى فكرة إرسال بعثات لاستكشاف الشمس. لكن لن يقترب أي من هؤلاء من الشمس كما أراد علماء الفلك. يقول DeForest إن التكنولوجيا ظهرت مؤخرًا فقط لجعل مهمة التقريب ممكنة.
يبلغ حجم المسبار باركر الشمسي حجم سيارة صغيرة. سيحتوي على أدوات لالتقاط صور ثلاثية الأبعاد لجو الشمس. كما أنه سيقيس المجالات الكهربائية والمغناطيسية لنجمنا. وسوف يصنف الجسيمات عالية الطاقة. للقيام بهذه الأشياء ، سوف تنقض المركبة عبر هالة الشمس ، التي تصدر أزيزًا تصل إلى 10 ملايين درجة مئوية (18 مليون درجة فهرنهايت). لكن سطح الشمس هو الذي يشكل أكبر خطر على المسبار. يمكن لأشعة الشمس القاتلة أن تسخن وجه المركبة الفضائية إلى حوالي 1،370 درجة مئوية (2،498 درجة فهرنهايت).
لكن لدى مسبار باركر بعض الإجراءات الوقائية. إنه مسلح بدرع حراري. هذه طبقة من رغوة الكربون محصورة بين ألواح مادة كربونية أخرى. هذا مشابه للمواد المستخدمة في صناعة مضارب الجولف ومضارب التنس. بينما يتأرجح باركر حول الشمس ، فإن هذا الدرع الحراري سيواجه النجم باستمرار. سوف تحمي الأدوات المطوية خلفها. هناك ستكون في مأمن من الإشعاع بما يصل إلى 475 مرة من شدة ما تتحمله المركبة الفضائية التي تدور حول الأرض.
ستغوص باركر في هالة الشمس لأول مرة في نوفمبر 2018. وسترسل أول دفعة من البيانات إلى الأرض في أوائل ديسمبر. بالنسبة للعلماء ، هذا إشباع سريع جدًا. عندما قفزت مركبة فضائية تسمى نيو هورايزونز إلى بلوتو ، استغرق الأمر سنوات للوصول إلى الكوكب القزم الجليدي.
سيدور مسبار باركر حول الشمس 24 مرة. ستستخدم قوة الجاذبية لكوكب الزهرة لتقليص مدارها تدريجيًا حول الشمس. في أول جولة لها في نوفمبر القادم ، ستطير باركر ضمن مسافة 24 مليون كيلومتر (15 مليون ميل) من سطح الشمس. في الحلقة الأخيرة في عام 2025 ، سيصل المسبار إلى مسافة 6 ملايين كيلومتر (4 ملايين ميل).
بحلول ذلك الوقت ، قد يكون هناك بعض الوقود المتبقي في المسبار. إذا كان الأمر كذلك ، فسوف يستمر في التجول حول الشمس. في النهاية ، على الرغم من ذلك ، لن يتمكن باركر من إطلاق الدافعات التي يستخدمها للحفاظ على درعه الحراري موجهًا نحو الشمس. يقول نيكولا فوكس ، منذ ذلك الحين ، "سيبدأ المسبار في الدوران". هي عالمة مشروع مهمة باركر سولار بروب. تشرح قائلة:"أجزاء من المركبة الفضائية غير المصممة كليًا لرؤية الشمس ستكون مضاءة بالكامل". "المركبة الفضائية سوف تنقسم إلى قطع كبيرة نوعًا ما ، في البداية. وبعد ذلك سوف يصغرون ويصغرون ". في النهاية ، كما تقول ، لن تكون باركر أكثر من ذرة من الغبار المتناثر عبر هالة الشمس.
وعود باركر
ومع ذلك ، فإن إرث المركبة الفضائية سوف يستمر في علوم الطاقة الشمسية. يمكن لبيانات باركر أن تفسر الاختلاف الغريب في درجة الحرارة بين سطح الشمس والهالة. السطح ممتع بدرجة حرارة تبلغ 5،500 درجة مئوية (9،932 درجة فهرنهايت). الهالة ملايين الدرجات. هذه قفزة كبيرة في درجة الحرارة. وقد يكون بسبب اهتزاز خطوط المجال المغناطيسي. يمكنهم تسخين المادة في الهالة. أو قد تضخ نفاثات من مادة من سطح الشمس طاقة في غلافها الجوي. يجب على باركر أيضًا تقديم أدلة على سرعة جزيئات الرياح الشمسية. لم يتضح بعد من أين تحصل الجسيمات على الطاقة اللازمة للإسراع والهروب من قوة الجاذبية الهائلة للشمس.
يقول ديفيد ماكوماس إن الحرارة الغامضة للهالة وتسريع الرياح الشمسية ربما يكون لهما سبب مشترك. وهو فيزيائي بجامعة برينستون بنيوجيرسي. يدرس بلازما الفضاء ، وهي مصنوعة من الجسيمات المشحونة. مكوماس هو المحقق الرئيسي لأداتين في باركر. تُعرف الأدوات باسم التحقيق العلمي المتكامل للشمس. سيرصدون الجسيمات عالية الطاقة في الغلاف الجوي الشمسي.
تهب الرياح الشمسية فوق الأرض بسرعة مئات الكيلومترات في الثانية. يمكن للاضطرابات في هذا النسيم الكوني أن تعبث بالأقمار الصناعية والمركبات الفضائية وشبكات الطاقة الكهربائية للأرض. سيعطي باركر العلماء فهمًا أفضل للغلاف الجوي المضطرب للشمس. كما ستكشف أسرار الرياح الشمسية. كلاهما يمكن أن يؤدي إلى توقعات أفضل لأحداث طقس الفضاء التي يحتمل أن تكون خطرة.
يقول مكوماس إن رؤية باركر المكبرة للشمس ستثير بلا شك ألغازًا جديدة حول نجمنا. ويقول إن البيانات المستمدة من "مهمة واحدة [غالبًا] تثير شهيتنا لمزيد من الملاحظات في المستقبل".
لحسن الحظ ، هناك مركبة فضائية أخرى متجهة إلى الشمس. من المقرر أن تحلق هذه المركبة الشمسية المدارية التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية في عام 2020. وستوفر هذه المركبة أول صور مباشرة لأقطاب الشمس. سيتم إقران هذه الملاحظات بمنظر باركر القريب لحاجز الشمس. يمكن أن تكشف هذه البيانات معًا كيف تختلف الرياح الشمسية عند خطوط العرض المختلفة.
هذه المهمات لا تتعلق فقط بالتعرف على شمسنا. يقول فوكس:"بمجرد أن تعرف كيف يعمل نجمنا ، ستعرف الكثير عن كيفية عمل النجوم الأخرى أيضًا". تدرس فيزياء الشمس في مختبر جونز هوبكنز للفيزياء التطبيقية في لوريل ، ماريلاند.
يقول DeForest:"هذا رائع حقًا". "نحن نطلق مسبارًا ونطير به عبر [عدة] بلازما بملايين درجة على محيط النجم. أعني ، ما مدى روعة هذا؟ "
