Atklājumi.lv

Ceļojums uz Sauli – kas pasargās NASA Pārkera Saules izpētes zondi no izkušanas?

Šovasar NASA plāno uzsākt Pārkera Saules izpētes zondes misiju. Paredzēts, ka misijas laikā zonde pietuvosies Saulei tuvāk, nekā tas paveikts jebkurā citā misijā – ja attālums starp Zemi un Sauli būtu 1 metrs, zonde Saulei pietuvotos aptuveni 10 cm attālumā. Kā zonde tiks pasargāta no milzīgā karstuma? Skaidro NASA zinātnieki.

Virs Saules hromosfēras atrodas tās atmosfēras ārējais slānis, ko dēvē par Saules vainagu (angl. - corona). Pārkera Saules izpētes zondes misijas galvenais mērķis būs šī Saules reģiona izpēte. Saules vainaga iekšienē ir ļoti karsts – zonde ceļos cauri zonām, kur temperatūra pārsniedz 1 miljonu grādu pēc Fārenheita jeb vairāk nekā 555 tūkstošus grādus pēc Celsija.

Kā NASA panāks to, lai zonde lielajā karstumā neizkustu? Pārkera zondes izveidē izmantotas jaunākās tehnoloģijas un gadu gaitā uzkrātās zināšanas, aprīkojot to ar karstuma vairogu un aizsardzības sistēmu, kas palīdzēs to pasargāt no intensīvās Saules gaismas, vienlaikus ļaujot uzkrāt informāciju par Saules vainagu.

Zondes izcilās izturības noslēpums slēpjas izpratnē par atšķirībām starp karstumu un temperatūru – augstas temperatūras ne vienmēr nozīmē objekta uzkaršanu. Kosmosā temperatūra var sasniegt tūkstošiem grādu, neradot karstuma efektu. Kā tā? Tas iespējams, jo temperatūru nosaka daļiņu kustību ātrums, bet karstumu – to pārnestā enerģija. Daļiņas var kustēties ātri (rodas augsta temperatūra), taču, ja daļiņu ir maz, tās nevar veikt lielu enerģijas pārnesi (nerodas liels karstums). Lai vieglāk saprastu atšķirības būtību, var iedomāties rokas saskaršanos ar vārošu ūdeni un rokas ievietošanu cepeškrāsnī (protams, nepieskaroties tās virsmai) – cepeškrāsnī valdošo temperatūru iespējams izturēt ievērojami ilgāk, nekā karsto ūdeni, neskatoties uz to, ka temperatūra teorētiski ir līdzīga. Vārošā ūdenī daļiņu blīvums ir ievērojami augstāks, tādēļ arī karstums – grūtāk izturams.

Par laimi misijai, Saules vainaga daļā, ko šķērsos Pārkera zonde, daļiņu blīvums ir ļoti zems. Lai gan šķērsojamā Saules vainaga reģionā temperatūra ir vairāki 100 tūkstoši grādu pēc Celsija, zondes karstuma vairogs tiks uzkarsēts tikai līdz aptuveni 1400 grādiem. Izmantojot jaunākās tehnoloģijas, no šāda karstuma zondi pasargāt ir iespējams. Pārkera zondes karstuma vairoga biezums būs tikai nedaudz vairāk nekā 10 cm, bet tā diametrs – 2,4 m. Karstuma aizsargvairogs radīts Džona Hopkinsa Lietišķās fizikas laboratorijā (ASV), izmantojot jaunākos oglekļa šķiedru materiālus.

Tiesa, ne visu zondi pasargās karstuma vairogs. Pie zondes būs piestiprināts arī sensors Saules vēja mērījumiem, kas atradīsies ārpus vairoga. Arī šo instrumentu zinātniekiem izdevies izveidot, izmantojot jaunākās tehnoloģijas un metālu ar augstāko zināmo kušanas temperatūru (3422 grādi pēc Celsija) – volframu.
Zondes izveidē zinātniekiem problēmas sagādāja arī zondei nepieciešamie vadi, jo vadi no ierastajiem materiāliem augstās radiācijas dēļ misijas laikā tūlītēji izkustu. Šo problēmu zondes autori atrisinājuši, vadu gatavošanai izmantojot izturīgo niobiju un radot safīra kristālu caurules vadu papildus aizsardzībai.

Pārkera zondes izturība pagaidām pārbaudīta laboratorijā un iegūtie rezultāti rāda, ka tā spēs veiksmīgi pārciest ieplānoto Saules izpētes misiju un uzkrāt nepieciešamos datus. Plānots, ka Pārkera zonde līdz galamērķim ceļos aptuveni 3 mēnešus. Kopējais misijas garums būs 7 gadi, kuru laikā zonde Saulei apriņķos 24 reizes. Misijas laikā Pārkera zonde uzkrās datus par Saules vēju, Saules vairoga īpašībām un piedāvās vērot Sauli tik tuvu, kā vēl nekad iepriekš. NASA plāno uzsākt Pārkera Saules izpētes zondes misiju 2018.gada augustā.

Avots:

nasa.gov

© Atklajumi.lv. Pārpublicēt atļauts tikai ievērojot ŠOS NOTEIKUMUS.