Перейти до вмісту

Parker Solar Probe

Очікує на перевірку
Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Parker Solar Probe
«Parker Solar Probe» в уяві художника
Основні параметри
Повна назваParker Solar Probe
ОрганізаціяСША США НАСА
ВиготівникApplied Physics Laboratory
Тип апаратаорбітальний апарат, дослідження Сонця
ПролітВенера
Дата запуску12 серпня 2018
Ракета-носійDelta IV Heavy
КосмодромСША США мис Канаверал
Тривалість польотув польоті 6 років, 3 місяці, 22 дні
Технічні параметри
Маса685 кг (130 кг — паливо)
Розміри1,0 × 3,0 × 2.3 м
Потужність343 Вт
Джерела живленнясонячні панелі
Час активного існування6 років, 321 день
Орбітальні дані
Тип орбітигеліоцентрична
Вебсторінка
ВебсторінкаParker Solar Probe

Solar Probe Plus (інші назви — Solar Probe; Solar Probe Plus; Solar Probe+) — місія НАСА з вивчення зовнішньої корони Сонця[1][2]. Передбачається, що максимальне наближення апарату до сонячної «поверхні» (фотосфери) становитиме 8,86 радіуса Сонця (6,2 млн км)[3].

5 листопада 2018 року зонд Parker Solar Probe пролетів на відстані 24 мільйони кілометрів від світила, рухаючись зі швидкістю 343 112 кілометрів на годину[4]. Зонд зібрав наукові дані і встановив рекорди серед штучних об'єктів: зі швидкості руху та наближення до Сонця[5].

Історія створення

[ред. | ред. код]

Проєкт був анонсований у 2009 фінансовому році НАСА. Спроєктувала і побудувала зонд Лабораторія прикладної фізики Університету Джонса Гопкінса. Початково запуск апарата було заплановано на 2015 рік[6], проте його перенесли на 2018-й[7]. Це перший апарат, названий ім'ям живої людини, дослідника Сонця Юджина Паркера[8].

Концепт апарата Parker Solar Probe походить від попередника, проєкту Solar Orbiter, який розроблявся у 1990-х. Проєкт Solar Orbiter мав схожі цілі та дизайн і був ключовим проєктом програми НАСА Outer Planet/Solar Probe (OPSP). Перші три місії, які планувались — Solar Orbiter, Pluto Kuiper Express для дослідження Плутона і поясу Койпера і Europa Orbiter — астробіологічна місія для дослідження супутника Юпітера — Європи[9][10]. Після призначення директором НАСА Шона О'Кіфа цю програму було закрито[11]. Шон О'Кіф зазначив, що потрібно реструктуризувати проєкти НАСА та зосередитись на «дослідженнях, розробках, а також усуненні недоліків управління»[11].

Закриття програми також спершу призвело до закриття проєкту New Horizons — місії, яка замінила Pluto Kuiper Express[12]. Ця місія була відновлена та стала першою за програмою New Frontiers, запуск її було здійснено 2006 року[13]. На початку 2010-х з'явилася пропозиція відновити розробку місії Solar Probe вже з назвою Solar Probe Plus[14]. У травні 2017 космічний апарат було перейменовано на Parker Solar Probe на честь астрофізика Юджина Паркера[15].

Огляд місії

[ред. | ред. код]

Parker Solar Probe має стати першим космічним апаратом, який підлетить до низької сонячної корони. Апарат визначить структуру й динаміку магнітного поля сонячної корони, спробує з'ясувати, як нагрівається й прискорюється плазма в сонячній короні, та визначить, які процеси прискорюють енергетичні частинки. Parker Solar Probe здійснить гравітаційний маневр довкола Венери для прискорення і поступового зменшення перигелійної відстані, щоб здійснити кілька прольотів повз Сонце на відстані 6 млн км[16].

Системи космічного апарата спроєктовано з вимогою витримувати потужні опромінення й нагрів біля Сонця. Системи мають витримати нагрів у 520 разів більший, ніж на орбіті Землі[17]. Апарат захищений тепловим щитом завтовшки 11,4 см, виготовленим із посиленого вуглецевого композитного матеріалу, спроєктованого, щоб витримати зовнішню температуру близько 1377 °C[18].

Тепловий щит має гексагональну форму й розміщений на апараті з боку Сонця. Системи й наукові інструменти розміщені в центральній частині апарата, у якій випромінення Сонця повністю блокується щитом. Головна система живлення складається з двох сонячних панелей. Головні сонячні панелі використовуватимуться ззовні орбіти апарата, на відстані 0,25 а. о. й ховаються в тінь теплового щита під час наближення до Сонця. Допоміжні сонячні панелі менші за головні, в них застосовано рідинне охолодження для утримання робочих температур[19].

Траєкторія
Тестування Parker Solar Probe
Порівняння, яким ми бачимо Сонце з Землі і яким його побачить Parker Solar Probe.

Траєкторія космічного апарата передбачає сім прольотів поблизу Венери впродовж семи років. Щоб поступово скоротити еліптичну орбіту довкола Сонця, апарат здійснить 24 орбітальних прольоти[20]. Упродовж цих семи років апарат здійснюватиме наукові дослідження, зосередившись на періодах, коли він найближчий до Сонця. Ймовірно, що поблизу Сонця на апарат діятимуть як ефект зарядки, так і радіаційні пошкодження елементів апарата й електроніки, переривання зв'язку, тому орбіта буде дуже витягнута, з короткими часом перебування поблизу Сонця[21].

Траєкторія польоту вимагає від ракети значної потужності, тому апарат був запущений ракетою Delta IV Heavy з верхнім ступенем, що має в основі твердопаливний рушій STAR-48B[21]. Гравітаційні маневри забезпечать подальше зростання швидкості для досягнення геліоцентричної орбіти[22][23]. Коли зонд пролетить повз Сонце, він досягне швидкості 200 км/с, що зробить його найшвидшим апаратом, який зробило людство. Попередній рекорд швидкості космічного апарата досягнутий апаратом Helios[en], втричі менший за плановану швидкість Parker Solar Probe[24][25][26]. Як і будь-який космічний апарат, завдяки гравітації він збільшуватиме швидкість наближаючись до перигелію, й уповільнюватиметься в афелії.

Графік швидкості й відстані від Сонця зонда від запуску до 2026 року. Позначення: ①-㉔: Перигелій; ➊-➐: Проліт

Наукові завдання

[ред. | ред. код]
  • Визначення структури й динаміки магнітних полів джерел сонячного вітру;
  • Визначення рівня енергії, що випромінюється короною Сонця, і прискорення сонячного вітру;
  • Визначення того, які механізми прискорюють і переносять енергетичні частки;
  • Вивчення часток плазми поблизу Сонця та їх вплив на сонячний вітер і утворення енергетичних часток.
Інструменти

Для досягнення поставлених завдань, апарат має п'ять інструментів:

  • Дослідження електромагнітних полів (FIELDS) — інструмент здійснюватиме виміри електричного й магнітного полів, радіохвиль, густину потоку енергії електромагнітного поля, абсолютну густину плазми та електронну температуру. Основним інструментом є магнітометр з магнітним полем. Головний керівник цього дослідження — Стюарт Бейл, Університет Каліфорнії (Берклі).
  • Інтегроване наукове вивчення Сонця (IS☉IS) — це дослідження, що вивчатиме енергетичні електрони, протони і важкі йони. Інструмент складається з двох незалежних частин, EPI-Hi і EPI-Lo. Головний керівник — Девід Маккомас, Принстонський університет.
  • Ширококутна камера для сонячного зонда (WISPR) — камера, призначена для фотографування корони Сонця й зовнішньої геліосфери. Головний керівник — Рассел Говард, Дослідницька лабораторія Військово-морського флоту США.
  • Інструмент для вимірювання кількості електронів, протонів і гелієвих йонів, дослідження їх характеристик — швидкості, густини, температури. Головні прилади — два електростатичні аналізатори й циліндр Фарадея. Головний керівник — Джастін Каспер, Мічиганський університет і Смітсонівська астрофізична обсерваторія.
  • Дослідження походження геліосфери зондом (HeliOSPP) — дослідження теорії і моделювання походження геліосфери Сонця. Головний керівник — Марко Веллі.

Хронологія місії

[ред. | ред. код]

Запуск зонду NASA Parker Solar Probe здійснено 12 серпня 2018 року[27][28].

Перше зближення зонду з Сонцем почалося 31 жовтня 2018 року. 5 листопада того ж року апарат пройшов перигелій, рухаючись зі швидкістю 94 кілометри на секунду. Це дозволило зонду перевищити рекорд зі швидкості руху, який до того належав «Юноні», швидкість якої досягала 73 кілометрів на секунду. Підійшовши на відстань 24 мільйони кілометрів до зорі, Parker покращив рекорд апарату Helios-B, який підлітав до Сонця на 43,5 мільйона кілометрів 1976 року[5].

Під час зближення й проходження перигелію зонд виконував наукову програму в автономному режимі, а 7 листопада передав, що всі наукові інструменти і системи працюють нормально. Фаза першого зближення закінчиться 11 листопада 2018 й очікується, що за кілька тижнів зонд почне передавати дані на Землю[5].

У листопаді 2021 року зонд пролетів на відстані понад 8,5 мільйонів кілометрів (5,3 мільйона миль) від Сонця, що дозволило йому виявити тонку структуру сонячного вітру, який викидає тонни заряджених частинок в Сонячну систему через отвір у короні Сонця, або атмосфері. Тобто саме коли Parker Solar Probe наблизився до Сонця, одна з цих корональних дір була випадково розташована так, що зонд міг зібрати найближчі спостереження однієї з цих областей, отримані досі. Отримані дані показали, що корональна діра трохи схожа на душову лійку. Приблизно рівномірно розташовані струмені виходять з місць, де лінії магнітного поля «воронкою» входять у поверхню Сонця та виходять з неї. Дослідники також виявили, що Parker зафіксував частинки, що рухаються на неймовірно високих швидкостях, у 10-100 разів перевищуючи середню швидкість сонячного вітру. За їхніми словами, це більше узгоджується з повторним з’єднанням обміну, ніж з прискоренням хвилі Альфвена, і узгоджується з іншими останніми відкриттями, заснованими на даних Parker Solar Probe[29].

У вересні 2022 року зонд вперше за всю історію космічних спостережень зняв на камеру потужний корональний викид маси Сонця. Зонд пройшов прямо через виверження і витримав натиск. Вчені з Лабораторії прикладної фізики Джона Гопкінса оприлюднили ролик з демонстрацією цієї події. У NASA вважають, що викид, який зафіксував Parker, був одним із найпотужніших в історії спостережень. Швидкість частинок, що вилетіли з атмосфери Сонця, сягала 1350 кілометрів на годину[30].

22 червня 2023 року зонд в 16 раз зблизився з Сонцем на гранично близьку відстань — менше ніж 9,6 млн км. На такій висоті температура сонячної корони сягає мільйона градусів за Цельсієм. Тепловий екран зонда товщиною 11,4 см дозволяє науковим приладам апарата працювати за комфортної температури близько 30 °C і збирати унікальні дані, які інакше ніяк не отримати[31].

21 серпня 2023 року зонд здійснив черговий обліт планети Венера та за допомогою гравітації змінив траєкторію свого польоту і полетів на зближення із Сонцем. Повідомляється, що Parker пролетів повз Венеру зі швидкістю 24 км/с на висоті 4 тисячі км над поверхнею планети. Вчені NASA вважають, що під час майбутніх обльотів Сонця, які сплановані на вересень 2023 року, Parker Solar Probe встановить нові рекорди щодо швидкості польоту і відстані від Сонця[32][33].

30 червня 2024 року, згідно повідомлення NASA, зонд Parker Solar Probe здійснив свій 20-й близький проліт повз Сонце. Зонд підлетів до нашої зірки на менш ніж 5 % відстані від Землі до Сонця та встановив новий рекорд швидкості, адже він рухався зі швидкістю 635 266 км/год[34].

Заплановані події

[ред. | ред. код]

24 грудня 2024 року, зонд спробує «доторкнутися» до Сонця. На швидкості 195 км/с він промчить повз Сонце лише за 6,1 млн км від його поверхні. Це буде найближчий за всю історію підліт до зірки. У перигелії, найближчій до Сонця точці, зонду доведеться відчути температуру 1400 °C. У цей момент зонд збере дані про деякі ключові процеси, зокрема про корону — зовнішню атмосферу Сонця[35][36].

Перигелій — найближча до Сонця точка орбіти апарата.

Рік Події
2018 12 серпня
Запуск[37] 		28 вересня
Перший обліт Венери
(150 днів) 		1 листопада
Перигелій #1
2019 31 березня
Перигелій #2 		28 серпня
Перигелій #3 		21 грудня
другий обліт Венери
(130 днів)
2020 24 січня
Перигелій #4 		2 червня
Перигелій #5 		6 липня
третій обліт Венери
(112.5 днів) 		22 вересня
Перигелій #6
2021 13 січня
Перигелій #7 		16 лютого
четвертий обліт Венери
(102 дні) 		24 квітня
Перигелій #8 		5 серпня
Перигелій #9 		11 жовтня
п'ятий обліт Венери
(96 днів) 		16 листопада
Перигелій #10
2022 21 лютого
Перигелій #11 		28 травня
Перигелій #12 		1 вересня
Перигелій #13 		6 грудня
Перигелій #14
2023 13 березня
Перигелій #15 		17 червня
Перигелій #16 		16 серпня
шостий обліт Венери
(92 дні) 		23 вересня
Перигелій #17 		24 грудня
Перигелій #18
2024 25 березня
Перигелій #19 		25 червня
Перигелій #20 		25 вересня
Перигелій #21 		2 листопада
сьомий обліт Венери
(88 днів) 		19 грудня
Перигелій #22
Перше наближення до Сонця
2025 18 березня
Перигелій #23 		14 червня
Перигелій #24 		вересень
Перигелій #25 		грудень
Перигелій #26[38]

Див. також

[ред. | ред. код]

Посилання

[ред. | ред. код]

Примітки

[ред. | ред. код]
  1. ↑ Chang, Kenneth (31 травня 2017). Newly Named NASA Spacecraft Will Aim Straight for the Sun. New York Times. Архів оригіналу за 27 лютого 2021. Процитовано 1 червня 2017.
  2. ↑ Applied Physics Laboratory. Feasible Mission Designs for Solar Probe Plus to Launch in 2015, 2016, 2017, or 2018 (.PDF). — Johns Hopkins University, 2008. — 19 листопада. Архівовано з джерела 18 квітня 2016. Процитовано 2010-02-27. [Архівовано 2016-04-18 у Wayback Machine.]
  3. ↑ Tony Phillips (10 червня 2010). NASA Plans to Visit the Sun. NASA. Архів оригіналу за 16 січня 2019. Процитовано 2 червня 2017. [Архівовано 2019-01-16 у Wayback Machine.]
  4. ↑ NASA's Parker Solar Probe Just Made Its First Close Pass by the Sun!. Архів оригіналу за 9 листопада 2018. Процитовано 8 листопада 2018.
  5. ↑ а б в Зонд Parker Solar Probe здійснив перше зближення з Сонцем. «Дзеркало тижня». 8 листопада 2018. Архів оригіналу за 8 листопада 2018.
  6. ↑ M. Buckley (1 травня 2008). NASA Calls on APL to Send a Probe to the Sun. Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory. Архів оригіналу за 20 листопада 2010. Процитовано 30 September 2010. [Архівовано 2010-11-20 у Wayback Machine.]
  7. ↑ Parker Solar Probe. NASA. Архів оригіналу за 13 червня 2017. Процитовано 29 грудня 2017.
  8. ↑ NASA Renames Solar Probe Mission to Honor Pioneering Physicist Eugene Parker. NASA. 31 травня 2017. Архів оригіналу за 31 травня 2017. Процитовано 31 травня 2017.
  9. ↑ Mcnamee Chosen to Head NASA's Outer Planets/Solar Probe Projects. Jet Propulsion Laboratory. National Aeronautics and Space Administration (NASA). 15 квітня 1998. Архів оригіналу за 2 січня 2017. Процитовано 2 січня 2017.
  10. ↑ Maddock, R.W.; Clark, K.B.; Henry, C.A.; Hoffman, P.J. (7 березня 1999). The Outer Planets/Solar Probe Project: "Between an ocean, a rock, and a hot place". IEEE Xplore. Institute of Electrical and Electronics Engineers · Institution of Engineering and Technology. Архів оригіналу за 2 січня 2017. Процитовано 2 січня 2017.
  11. ↑ а б Berger, Brian (4 лютого 2002). NASA Kills Europa Orbiter; Revamps Planetary Exploration. Space.com. Purch Group. Архів оригіналу за 10 лютого 2002. Процитовано 2 січня 2017.
  12. ↑ Savage, Donald (29 листопада 2001). NASA Selects Pluto-Kuiper Belt Mission Phase B Study. National Aeronautics and Space Administration (NASA). Архів оригіналу за 8 липня 2015. Процитовано 9 липня 2015.
  13. ↑ Hand, Eric (25 червня 2015). Feature: How Alan Stern's tenacity, drive, and command got a NASA spacecraft to Pluto. Science (journal). American Association for the Advancement of Science. Архів оригіналу за 26 червня 2015. Процитовано 8 липня 2015.
  14. ↑ Fazekas, Andrew (10 вересня 2010). New NASA Probe to Dive-bomb the Sun. National Geographic. 21st Century Fox / National Geographic Society. Архів оригіналу за 2 січня 2017. Процитовано 2 січня 2017.
  15. ↑ Burgess, Matt. Nasa's mission to Sun renamed after astrophysicist behind solar wind theory. Архів оригіналу за 25 листопада 2020. Процитовано 1 січня 2018.
  16. ↑ Solar Probe Plus: A NASA Mission to Touch the Sun:. Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory. 4 September 2010. Архів оригіналу за 1 березня 2021. Процитовано 30 September 2010.
  17. ↑ Delta IV-Heavy launches Parker Solar Probe on mission to touch the Sun [Архівовано 12 серпня 2018 у Wayback Machine.] // NASA Spaceflight.com. 10 august 2018
  18. ↑ Parker Solar Probe — Extreme Environments [Архівовано 12 серпня 2018 у Wayback Machine.]. NASA
  19. ↑ G.A. Landis, P. C. Schmitz, J. Kinnison, M. Fraeman, L. Fourbert, S. Vernon and M. Wirzburger, "Solar Power System Design for the Solar Probe+ Mission [Архівовано 16 лютого 2010 у Wayback Machine.], " AIAA Paper-2008-5712, International Energy Conversion Engineering Conference, Cleveland OH, 28–30 July 2008
  20. ↑ Parker Solar Probe — Extreme Engineering [Архівовано 24 серпня 2018 у Wayback Machine.]. NASA
  21. ↑ а б The Solar Probe Plus Mission: Humanity's First Visit to Our Star [Архівовано 23 липня 2018 у Wayback Machine.]. (PDF). N. J. Fox, M. C. Velli, S. D. Bale, R. Decker, A. Driesman, R. A. Howard, J. C. Kasper, J. Kinnison, M. Kusterer, D. Lario, M. K. Lockwood, D. J. McComas, N. E. Raouafi, A. Szabo. Space Science Reviews. December 2016, Volume 204, Issue 1–4, pp 7–48. DOI:10.1007/s11214-015-0211-6
  22. ↑ Clark, Stephen (18 березня 2015). Delta 4-Heavy selected for launch of solar probe. Spaceflight Now. Архів оригіналу за 16 листопада 2018. Процитовано 18 березня 2015.
  23. ↑ Scharf, Caleb A. The Fastest Spacecraft Ever?. Scientific American Blog Network (англ.). Архів оригіналу за 27 грудня 2021. Процитовано 11 червня 2018.
  24. ↑ Aircraft Speed Records. Aerospaceweb.org. 13 листопада 2014. Архів оригіналу за 23 грудня 2018.
  25. ↑ Fastest spacecraft speed. guinnessworldrecords.com. 26 липня 2015. Архів оригіналу за 19 грудня 2016.
  26. ↑ Parker Solar Probe - Check123, Video Encyclopedia (англ.), архів оригіналу за 10 серпня 2017, процитовано 1 червня 2017 [Архівовано 2017-08-10 у Wayback Machine.]
  27. ↑ NASA запустило зонд Parker, який вперше увійде в сонячну атмосферу. УНІАН. 12 серпня. Архів оригіналу за 12 серпня 2018. Процитовано 12 серпня 2018.
  28. ↑ NASA запустило зонд Parker Solar Probe, що вивчатиме Сонце з рекордно близької відстані. Громадське. 12 серпня 2018. Архів оригіналу за 13 серпня 2018. Процитовано 12 серпня 2018.
  29. ↑ Космічний апарат підлетів досить близько до Сонця, щоб виявити джерело невловимих сонячних вітрів. 09.06.2023
  30. ↑ Зонд NASA вперше пройшов через потужне сонячне виверження: унікальне відео. // Автор: Лариса Голуб. 22.09.2023
  31. ↑ Зонд NASA Parker у 16-й раз «поцілував» Сонце. 24.06.2023
  32. ↑ Venus flyby sends Parker Solar Probe toward record-setting flights around the Sun. // Вy Michael Buckley, NASA's Goddard Space Flight Center. Auguust 23, 2023
  33. ↑ Ще ближче, ще швидше. Апарат NASA облетів Венеру, щоб встановити рекорди біля Сонця. // Автор: Андрій Кадук. 24.08.2023, 13:48
  34. ↑ Найшвидший апарат NASA зіткнувся із Сонцем на швидкості 600 000 км/год і вижив (відео). // Автор: Андрій Кадук. 07.07.2024, 13:52
  35. ↑ Nasa mission lines up to 'touch the Sun'. December 30, 2023
  36. ↑ Зонд NASA спробує «доторкнутися» до Сонця. 30.12.2023, 18:55
  37. ↑ Launch Schedule – Spaceflight Now. spaceflightnow.com (амер.). Архів оригіналу за 26 серпня 2016. Процитовано 25 лютого 2018.
  38. ↑ See data and figure at Solar Probe Plus: The Mission. Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory. 2017. Архів оригіналу за 22 серпня 2017. Процитовано 16 червня 2018.
Отримано з https://uk.wikipedia.org/w/index.php?title=Parker_Solar_Probe&oldid=44020129