Parker Solar Probe: Ako NASA plánuje "Dotknite sa Slnka" a nie Melt

Parker Solar Probe nie je len jednou z najambicióznejších misií NASA, ale zdá sa, že sa vzdoruje logike. Kozmická loď určená na spustenie tohto leta vstúpi do slnečnej koróny a prejde materiálom s teplotou vyššou ako milión stupňov Fahrenheita. Prečo sa teda neroztopí?

Parker Solar Probe začne 4. augusta na to, čo NASA nazýva „misia 60 rokov v procese“, ktorá prichádza do štyroch miliónov míľ od povrchu, aby zhromaždila bezprecedentné údaje o slnečnej koróne alebo vonkajšej atmosfére. Ak bude úspešná, stane sa prvou kozmickou loďou, ktorá vstúpi do slnečnej koróny a bude sa tešiť z vnútornej teploty len 85 stupňov, zatiaľ čo jej vonkajší plášť je obklopený slnečným žiarením. Sonda bude v podstate stelesnením psa „to je v poriadku“.

NASA odhalila vedu, prečo sa tento vesmírny pes vo štvrtok neroztopí v takom extrémnom prostredí. Aby sme pochopili, prečo sa Parker Solar Probe nerozpustí, vesmírna agentúra vysvetlila kľúčové koncepty tepla voči teplote, svoj vlastný tepelný štít a jedinečnú inováciu kozmickej lode.

Teplotná teplota tepelnej sondy Parker Solar

Rozdiel medzi teplotou a teplotou prispeje k tomu, aby sa misia Parker Solar Probe zdala trochu viac (ale nie oveľa viac) uskutočniteľná. Teplota je meranie toho, ako rýchlo sa častice pohybujú, zatiaľ čo teplo sa vzťahuje na to, koľko tejto energie sa prenáša. Takže na mieste, ktoré je väčšinou prázdne ako priestor, neznamenajú vysoké teploty vždy vysoké teplo. Častice by sa mohli pohybovať rýchlo a vytvárať vysokú teplotu, ale keďže ich je tak málo, neprenesú to veľké teplo na kozmickú loď.

Kým Parker Solar Probe bude prechádzať priestorom teploty niekoľko miliónov stupňov, nebude cítiť väčšinu tohto tepla a povrch tepelného štítu dosiahne iba 2500 stupňov Fahrenheita.

Tepelný štít Solarer Solar Probe

To je však stále dosť horúce. Skúsenosti s 2500 stupňami Fahrenheita nie sú ničím, na čo by ste sa mohli vysmievať, a zaistenie neporušenej sondy Parker Solar Probe mohlo spôsobiť určité oneskorenia pri plánovaní štartu. Aby NASA odolala teplu, nainštalovala štít známy ako systém tepelnej ochrany alebo TPS.

Navrhnuté laboratóriom fyziky Johns Hopkins Applied Physics Laboratory, TPS je vyrobené z ľahkého jadra z uhlíkovej peny, ktoré je lemované dvoma uhlíkovými kompozitnými panelmi. Panel orientovaný na slnko je striekaný bielym povlakom, ktorý bude odrážať čo najviac energie slnečnej energie od kozmickej lode. Je to len 4,5 palca hrubé, a napriek tomu sa očakáva, že si zachová takmer všetky prístroje.

Merací pohár Parker Solar Probe

Nie každý nástroj však bude chránený TPS. Faradayov pohár je senzor, ktorý sa bude vylievať cez tepelný štít na meranie slnečného vetra, a aby získal presné čítanie, nemohol byť chránený TPS.

Prečo sa teda Faraday neroztopí?

„Vzhľadom na intenzitu slnečnej atmosféry museli byť vyvinuté unikátne technológie, aby sa zaistilo, že nielenže prístroj môže prežiť, ale aj elektronika na palube môže poslať späť presné údaje,“ vysvetlila Susannah Darlingová z NASA. Šálka ​​je vyrobená z listov titán-zirkónium-molybdén, zliatina molybdénu, ktorá dáva bod topenia asi 4 260 stupňov Fahrenheita. Čipy, ktoré vytvárajú elektrické pole pre Faradayov pohár, sú vyrobené z volfrámu, kovu s najvyššou známou teplotou topenia. S hranicou 6,192 stupňov Fahrenheita pred tavením, Faraday má krútiacu sa miestnosť na zhromažďovanie údajov o slnečnom vetre, ktoré potrebuje.

Po spustení 4. augusta bude Parker Solar Probe používať gravitačný ťah Venuše, aby zmenšil svoju obežnú dráhu okolo Slnka. Tieto prelety budú trvať približne sedem rokov, čo prinesie sondu približne 3,7 milióna míľ od centra slnečnej sústavy. Jeho posledná slučka v rámci slnečnej koróny sa očakáva koncom roku 2024. Ale vďaka tejto inovatívnej technológii by sa mal celý čas udržiavať v chlade.