Έχουν περάσει 124 ημέρες από το λανσάρισμα του Parker Solar Probe και αρκετές εβδομάδες από τότε που έκανε την πιο κοντινή προσέγγιση που έχει κάνει ποτέ ένα διαστημικό σκάφος σε ένα αστέρι. Τώρα, οι επιστήμονες παίρνουν τα χέρια τους από τη στενή προσέγγιση. Τέσσερις ερευνητές στην πρόσφατη συνάντηση της Αμερικανικής Γεωφυσικής Ένωσης στην Ουάσιγκτον, D.C. μοιράστηκαν ό, τι ελπίζουν ότι μπορούν να μάθουν από την έρευνα. Ελπίζουν ότι τα δεδομένα από το Parker Solar Probe θα τους βοηθήσουν να απαντήσουν σε δεκαετίες ερώτησης σχετικά με τον Ήλιο, την κορώνα του και τον ηλιακό άνεμο.
Οι επιστήμονες που μελετούν τον Ήλιο το περίμεναν εδώ και πολύ καιρό, και η αναμονή άξιζε τον κόπο.
«Οι ηλιοφυσικοί περιμένουν περισσότερα από 60 χρόνια για μια τέτοια αποστολή να είναι δυνατή. Τα ηλιακά μυστήρια που θέλουμε να λύσουμε περιμένουν στην κορώνα. " - Nicola Fox, διευθυντής του τμήματος Heliophysics στα κεντρικά γραφεία της NASA.
Ο ενθουσιασμός βρίσκεται γύρω από την πρώτη φάση ηλιακής συνάντησης του PSP. Από τις 31 Οκτωβρίου έως τις 11 Νοεμβρίου 2018, η Parker Solar Probe ολοκλήρωσε την πρώτη φάση ηλιακής συνάντησης, επιταχύνοντας την εξωτερική ατμόσφαιρα του Ήλιου - την κορώνα - και συλλέγοντας πρωτοφανή δεδομένα με τέσσερις σουίτες προηγμένων οργάνων. Το PSP θα περιστρέφεται γύρω από τον Ήλιο 24 φορές, για 24 φάσεις ηλιακής συνάντησης. Κατά τη διάρκεια της αποστολής, ο ανιχνευτής θα χρησιμοποιήσει 7 flybys υποβοήθησης βαρύτητας για να συρρικνωθεί σταδιακά την τροχιά του γύρω από τον Ήλιο.
Κάθε φάση ηλιακής συνάντησης συμβαίνει όταν ο ανιχνευτής βρίσκεται εντός 0,25 AU του Ήλιου και κατά τη διάρκεια αυτών των χρόνων τα επιστημονικά όργανα θα συλλέγουν δεδομένα. Ο ανιχνευτής θα εκτεθεί σε ακραία θερμότητα και ακτινοβολία κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου και δεν μπορεί να επικοινωνήσει. Μόνο όταν βγει από κάθε φάση μπορεί να στείλει τα δεδομένα του πίσω στη Γη για να αναλογιστούν οι ηλιοφυσικοί.
"Το Parker Solar Probe μας παρέχει τις απαραίτητες μετρήσεις για την κατανόηση των ηλιακών φαινομένων που μας προβληματίζουν εδώ και δεκαετίες." - Nour Raouafi, επιστήμονας έργου PSP, JHU / APL.
Η πρώτη φάση ηλιακής συνάντησης έχει ολοκληρωθεί και αν και η αποστολή έχει πολλή δουλειά ακόμη, οι επιστήμονες του Parker μοιράστηκαν μερικά από αυτά που ελπίζουν να μάθουν από την αποστολή στην Αμερικανική Γεωφυσική Ένωση στην Ουάσιγκτον.
Όταν σχεδιάστηκε η αποστολή PSP, οι επιστήμονες ήθελαν να απαντήσουν σε τρία σημαντικά ερωτήματα σχετικά με την ηλιοφυσική:
- Πώς θερμαίνεται η εξωτερική ατμόσφαιρα του Ήλιου, η κορώνα, σε θερμοκρασίες περίπου 300 φορές υψηλότερες από την παρακάτω ορατή επιφάνεια;
- Πώς επιταχύνεται ο ηλιακός άνεμος τόσο γρήγορα στις υψηλές ταχύτητες που παρατηρούμε;
- Πώς μερικά από τα πιο ενεργητικά σωματίδια του Ήλιου εκτοξεύονται μακριά από τον Ήλιο με πάνω από τη μισή ταχύτητα του φωτός;
«Η Parker Solar Probe μας παρέχει τις απαραίτητες μετρήσεις για την κατανόηση των ηλιακών φαινομένων που μας προβληματίζουν εδώ και δεκαετίες», δήλωσε ο Nour Raouafi, επιστήμονας του έργου Parker Solar Probe στο εργαστήριο Εφαρμοσμένης Φυσικής του Πανεπιστημίου Johns Hopkins στο Laurel, Maryland. "Για να κλείσετε το σύνδεσμο, απαιτείται τοπική δειγματοληψία της ηλιακής κορώνας και του νεαρού ηλιακού ανέμου και η Parker Solar Probe κάνει ακριβώς αυτό."
Κανένα διαστημικό σκάφος δεν ήταν ποτέ τόσο κοντά στον Ήλιο όσο το PSP, έτσι οι επιστήμονες δεν ξέρουν ακριβώς τι να περιμένουν από τα δεδομένα. Ξέρουν τι ελπίζουν να μάθουν, αλλά δεν μπορούν να είναι σίγουροι.
"Δεν ξέρουμε τι να περιμένουμε τόσο κοντά στον Ήλιο έως ότου λάβουμε τα δεδομένα και πιθανότατα θα δούμε κάποια νέα φαινόμενα", δήλωσε ο Ραούφη. "Ο Parker είναι μια αποστολή εξερεύνησης - το δυναμικό για νέες ανακαλύψεις είναι τεράστιο."
Αναφορές από το PSP δείχνουν ότι η πρώτη επιστημονική φάση κατέγραψε δεδομένα ποιότητας. Αυτό οφείλεται εν μέρει στην πτήση της Αφροδίτης, όταν ο ανιχνευτής μπόρεσε να λάβει μερικές μετρήσεις του πλανήτη, επαληθεύοντας ότι τα όργανα λειτουργούσαν. Κάποια δεδομένα από την πρώτη φάση της επιστήμης έχουν ληφθεί, αλλά οι ηλιοφυσικοί θα πρέπει να περιμένουν για να πάρουν τα χέρια τους σε όλα αυτά. Λόγω των προκλήσεων στο προφίλ της αποστολής, ορισμένα από τα επιστημονικά δεδομένα αυτής της συνάντησης δεν θα αποσυνδεθούν παρά μετά τη δεύτερη ηλιακή συνάντηση της αποστολής τον Απρίλιο του 2019.
Το Parker Solar Probe δεν είναι το μόνο διαστημικό σκάφος που μελετά τον Ήλιο. Άλλα σκάφη περιλαμβάνουν το διαστημικό σκάφος SOHO (Solar Heliospheric Observatory), το SDO (Solar Dynamics Observatory) και το διαστημικό σκάφος STEREO-A (Solar and Terrestrial Relations Observatory Ahead). Αλλά κανένας από αυτούς τους τρεις δεν έχει πλησιάσει τον Ήλιο όσο το PSP, παρόλο που κάνει τη δική του σημαντική επιστήμη.
«Η Parker Solar Probe πηγαίνει σε μια περιοχή που δεν έχουμε επισκεφτεί ποτέ πριν», δήλωσε ο Terry Kucera, ένας ηλιακός φυσικός στο Goddard Space Flight Center της NASA στο Greenbelt, Maryland. «Εν τω μεταξύ, από απόσταση, μπορούμε να παρατηρήσουμε την κορώνα του Ήλιου, η οποία οδηγεί το περίπλοκο περιβάλλον γύρω από το Parker Solar Probe.»
Το παρακάτω gif εμφανίζει πραγματικά δεδομένα από το διαστημικό σκάφος Solar and Terrestrial Relations Observatory Ahead (STEREO-A) της NASA, μαζί με την τοποθεσία του Parker Solar Probe καθώς πετά μέσω της εξωτερικής ατμόσφαιρας του Ήλιου κατά την πρώτη φάση ηλιακής συνάντησης τον Νοέμβριο του 2018. Αυτές οι εικόνες παρέχουν βασικό πλαίσιο για την κατανόηση των παρατηρήσεων του Parker Solar Probe. (Πιστωτική εικόνα: NASA / STEREO)
Κάθε διαστημικό σκάφος που μελετά τον Ήλιο παρέχει ένα διαφορετικό πλαίσιο και άποψη για αυτό που βλέπουν οι άλλοι. Το PSP θα ταξιδέψει σε 0,25 AU, ενώ ο STEREO θα περιστρέφεται γύρω από τον Ήλιο σε περίπου 1 AU. Το SDO βρίσκεται σε γεωσυγχρονική τροχιά της Γης και το SOHO βρίσκεται σε τροχιά φωτοστέφανο γύρω από το σημείο 1 Sun-Earth LaGrange.
«Η αποστολή STEREO έχει να κάνει με την παρατήρηση της ηλιοφάνειας από διαφορετικές τοποθεσίες και ο Parker είναι ένα μέρος αυτού - πραγματοποιώντας μετρήσεις από μια προοπτική που δεν είχαμε ποτέ πριν», δήλωσε ο Kucera.
Η επιστήμη είναι σταδιακή και οι επιστήμονες με το PSP θέλουν να επισημάνουν ότι η σταδιακή βελτίωση στα μοντέλα του πώς λειτουργεί ο Ήλιος είναι μέρος της δουλειάς του PSP, ακόμα κι αν δεν έχουμε απλές απαντήσεις στις ερωτήσεις μας.
Τα μοντέλα είναι ένας καλός τρόπος για να δοκιμάσετε τις θεωρίες σχετικά με την υποκείμενη φυσική του Ήλιου. Δημιουργώντας μια προσομοίωση που βασίζεται σε έναν συγκεκριμένο μηχανισμό για να εξηγήσει τη στεφανιαία θέρμανση - για παράδειγμα, ένα συγκεκριμένο είδος κύματος πλάσματος που ονομάζεται κύμα Alfvén - οι επιστήμονες μπορούν να ελέγξουν την πρόβλεψη του μοντέλου έναντι των πραγματικών δεδομένων από το Parker Solar Probe για να δουν αν ευθυγραμμίζονται. Αν το κάνουν, αυτό σημαίνει ότι η υποκείμενη θεωρία μπορεί να είναι αυτό που πραγματικά συμβαίνει. Αν δεν το κάνουν, τότε επιστρέφει στον πίνακα σχεδίασης.
«Είχαμε μεγάλη επιτυχία προβλέποντας τη δομή της ηλιακής κορώνας κατά τη διάρκεια των συνολικών ηλιακών εκλείψεων», δήλωσε ο Riley. "Το Parker Solar Probe θα προσφέρει πρωτοφανείς μετρήσεις που θα περιορίσουν περαιτέρω τα μοντέλα και τη θεωρία που είναι ενσωματωμένα σε αυτά."
Η ταχύτητα ρεκόρ του PSP είναι ζωτικής σημασίας για τη δουλειά του.
Ο Ήλιος περιστρέφεται περίπου μία φορά κάθε 27 ημέρες, όπως τον βλέπουμε από τη Γη, και οι ηλιακές δομές που οδηγούν μεγάλο μέρος της δραστηριότητάς του κινούνται μαζί του. Αυτό δημιουργεί ένα πρόβλημα για τους επιστήμονες, επειδή δεν μπορούν να είναι σίγουροι εάν η μεταβλητότητα που βλέπουν οφείλεται σε πραγματικές αλλαγές στην περιοχή που παράγει τη δραστηριότητα - χρονική παραλλαγή - ή προκαλείται από την απλή λήψη ηλιακού υλικού από μια νέα περιοχή πηγής - χωρική παραλλαγή . Η ταχύτητα του PSP σημαίνει ότι μπορεί να ξεπεράσει αυτό το πρόβλημα.
Το παρακάτω gif από ένα μοντέλο που δείχνει πώς ρέει ο ηλιακός άνεμος από τον Ήλιο, με την προοπτική του οργάνου WISPR του Parker Solar Probe να επικαλύπτεται.
Συντελεστές: Predictive Science Inc.
Σε ορισμένα σημεία, η Parker Solar Probe ταξιδεύει αρκετά γρήγορα ώστε να ταιριάζει σχεδόν ακριβώς με την ταχύτητα περιστροφής του Ήλιου, πράγμα που σημαίνει ότι ο Parker «αιωρείται» πάνω σε μια περιοχή του Ήλιου για μικρό χρονικό διάστημα. Οι επιστήμονες μπορούν να είναι σίγουροι ότι οι αλλαγές στα δεδομένα κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου οφείλονται σε πραγματικές αλλαγές στον Ήλιο και όχι στην περιστροφή του Ήλιου.
Το Parker Solar Probe είναι μέρος του προγράμματος Living with a Star της NASA για να εξερευνήσει πτυχές του συστήματος Sun-Earth που επηρεάζουν άμεσα τη ζωή και την κοινωνία.
- Δελτίο Τύπου της NASA: Προετοιμασία για ανακάλυψη με το Parker Solar Probe της NASA
- NASA: AGU 2018 - Αναμενόμενα δεδομένα και επιστημονική ανακάλυψη από το Parker Solar Probe της NASA
- Δελτίο Τύπου της NASA: Το Parker Solar Probe αναφέρει την καλή κατάσταση μετά από προσεκτική ηλιακή προσέγγιση
- Δελτίο Τύπου της NASA: Το Parker Solar Probe σπάει το ρεκόρ, έγινε το πιο κοντινό διαστημικό σκάφος στην Sun
- NASA: Parker Solar Probe
- Πρόγραμμα NASA Living With a Star
