Delen:
10 Stellaire feiten over de missie van NASA naar de zon
Soms wordt NASA vergeten temidden van spannend ruimteverslag van privébedrijven. De overheidsorganisatie die sinds de jaren zeventig niet meer naar de maan is geweest, lijkt onbelangrijk naast ambitieuze doelen om naar Mars te reizen die zijn ingesteld door bedrijven als SpaceX. Maar een nieuwe sonde heeft NASA terug op de voorpagina van het nieuwsartikel.
De Parker Solar Probe is ontworpen om miljoenen kilometers te rijden en dichter bij de zon te komen dan elk ruimteschip uit de geschiedenis. Onderweg zal het zwaartekrachtassistenten van Venus ontvangen, het snelste en meest autonome object worden dat ooit door de mensheid is gemaakt en vrijwel meer dan een miljoen passagiers vervoeren.
Hier zijn 10 feiten over NASA's missie naar de zon.
10 Doel om 'de zon aan te raken'
De Parker Solar Probe heeft een missie om te doen wat geen ander door de mens gemaakt object ooit heeft gedaan, namelijk om de buitenatmosfeer van de zon te onderzoeken. Een officiële NASA-samenvatting luidt: "Deze zomer begint de mensheid aan haar eerste missie om de zon aan te raken."
De sonde is niet alleen ontworpen om de mysteries van de zon te ontdekken, maar ook om een beter begrip te krijgen van hoe de zon het magnetisch veld van de aarde beïnvloedt. Het belang hiervan is moeilijk te overschatten, omdat technologieën die worden beïnvloed door de zon meer voorkomen. De missie zal ons vermogen om het zonnestelsel te verkennen zelfs vergroten.
Dit allereerste bezoek aan een ster zal openstaande vragen beantwoorden en tegelijkertijd nieuwe vragen creëren.
9 50-jarige inspanning
De lancering in augustus 2018 markeert het hoogtepunt van meer dan 50 jaar theorie en planning.
De wetenschappelijke gemeenschap leerde de temperatuur van de corona in de jaren veertig kennen en verifieerde het bestaan van zonnewind in de jaren zestig. Er waren echter geen antwoorden waarom de temperatuur van de corona zo hoog is of waardoor de zonnewind versnelt. De antwoorden op deze vragen kunnen alleen worden verkregen door daadwerkelijk contact met de corona.
Het idee om een echte meting te doen, werd voor het eerst voorgesteld in 1958. Verschillende ruimtevaartuigen zijn sindsdien in de loop van de jaren in de buurt van de zon gekomen, maar geen enkele is in de buurt gekomen van de beoogde bestemming van de Parker-sonde. Verschillende andere geplande missies zijn door de jaren heen gesloopt vanwege budgettaire beperkingen, en de huidige inspanningen zijn meerdere keren uitgesteld.
Meer dan een halve eeuw werk zal worden gerealiseerd door de Parker Solar Probe.
8 Eerste ruimtevaartuig vernoemd naar een levende persoon
NASA heeft ruimtevaartuigen genoemd naar planeten, Griekse goden en zelfs een demon uit Lord of the Rings. Maar het heeft nog nooit die eer aan een levend individu geschonken - tot nu toe.
Eugene Parker, geboren in 1927, volgde een loopbaan in de natuurkunde die vele onderscheidingen heeft opgeleverd. Zijn wetenschappelijke trofeeën omvatten de Nationale Medaille van Wetenschap, de Gouden Medaille van de Koninklijke Astronomische Samenleving, de Kyoto-prijs en nog veel meer. Naast zijn algehele uitmuntendheid was Parker een drijvende kracht achter verschillende belangrijke theorieën over de zon.
In de jaren vijftig ontwikkelde Parker een complexe theorie over hoe sterren zonne-energie afgeven. Hij bedacht de term 'zonnewind' om de cascade van energie te beschrijven die door de zon wordt verspreid en ontwikkelde een theorie voor waarom de corona van de zon heter is dan het oppervlak van de ster. Zijn onderzoek is van groot belang geweest voor wetenschappelijk begrip van de complexe relatie tussen de aarde en de zon.
NASA zal missies vaak hernoemen na succesvolle lanceringen, maar heeft een beslissing genomen in het geval van Parker om hem te eren voor het opstijgen. De Parker Solar Probe is het eerste ruimtevaartuig met de naam van een levend persoon die de baan van de aarde verlaat.
7 Zonnewind
Zonnewind speelt een sleutelrol in het doel van de missie. Deze wind die zijn oorsprong vindt in de corona van de zon vliegt door de ruimte met variërende snelheden tot 1,6 miljoen kilometer per uur (1 miljoen mph).
In tegenstelling tot wind op aarde, beïnvloeden de hoge temperaturen van de zonnecorona van de zon de zwaartekracht op zo'n manier dat de wind de ster verlaat en de ruimte in gaat. Tegen de tijd dat de wind de aarde bereikt, staat deze op het punt om aanzienlijke schade aan te richten.
De primaire wetenschappelijke doelstellingen van de missie zijn bijna volledig gericht op kwesties die verband houden met zonnewind. In het bijzonder hopen wetenschappers te ontdekken hoe de corona van de zon wordt verwarmd en wat de zonnewind doet versnellen.
Net zoals er dingen zijn die niet over tornado's kunnen worden geleerd zonder erin te gaan, houdt de Zon mysteries over zonnewind die alleen aan de bron kan worden gevonden. NASA-wetenschappers hopen dat zonnewind veel minder mysterieus zal zijn wanneer de missie van de sonde in 2025 wordt voltooid.
6 De zon is echt moeilijk te bereiken
Ondanks de ongelooflijke wetenschap achter de Parker Solar Probe, zal de missie aanzienlijke moeite hebben om naar de zon te gaan. Een missie naar Mars zal moeilijk te volbrengen zijn, maar de energie-eisen voor het bereiken van de zon zijn 55 keer groter dan de relatief eenvoudige interplanetaire reis.
De zon is een gemiddelde afstand van 150 miljoen kilometer (93 miljoen mijl) verwijderd van de aarde, maar afstand alleen is niet het probleem. Snelheid is niet eens de grootste boosdoener - althans niet op de manier waarop je zou denken.
De aarde reist met ongeveer 108.000 kilometer per uur (67.000 mph) en staat bijna altijd zijwaarts op één lijn met de zon. Een sonde van de aarde die naar de zon wordt gelanceerd, zou zich zijwaarts blijven bewegen en het doel volledig missen. De oplossing is om de zijwaartse beweging te elimineren, maar daarvoor moet de sonde achteruit worden gereden zo snel als de aarde vooruit beweegt.
De navigatie-eisen zijn slechts de helft van de strijd, omdat het invoeren van de buitenste corona van de zon ook een immense hittewerende werking vereist.De Parker Solar Probe pakt beide problemen aan.
5 Gravity helpt bij Venus
NASA-wetenschappers zullen het probleem van de zijwaartse snelheid van de sonde ten opzichte van de zon in stappen oplossen. Om de klus te klaren, heeft het missieteam een oplossing bedacht die eigenlijk niet van deze wereld is.
Naast het gebruik van krachtige raketten, zal de Parker Solar Probe zwaartekrachtassisten van de planeet Venus ontvangen. Naarmate de sonde dichter bij Venus komt, zal het de zwaartekracht van de planeet gebruiken om te vertragen en dichter bij de zon te komen. Dit zal zeven keer in zeven jaar worden gedaan totdat de sonde voldoende zijwaartse snelheid wist om de zon te bereiken.
De noodzaak om Venus voor de reis te gebruiken, regelt zelfs de lanceringdatum - een dagelijks venster van twee uur dat ongeveer twee weken duurt in de zomer, wanneer de twee planeten in nauw verband staan.
4 Snelste door de mens gemaakte object in de geschiedenis
De zwaartekracht helpt door Venus te voorzien, verlaagt de zijwaartse snelheid van de sonde, maar verhoogt de algehele snelheid. De uiteindelijke snelheid is niets om aan te spotten. Sterker nog, tegen het einde van zijn reis zal de sonde 692.000 kilometer per uur (430.000 mph) rijden - sneller dan elk object ooit door mensen gebouwd.
Ter vergelijking: het snelste door de mens gemaakte object tot nu toe is de Juno-ruimtesonde met een maximale snelheid van 266.000 kilometer per uur (165.000 mph). De Voyager 1-sonde die na een reis van 35 jaar het zonnestelsel heeft verlaten, rijdt met ongeveer 61.000 kilometer per uur (38.000 mph). De Parker Solar Probe zal een topsnelheid van meer dan tweemaal bereiken dan die van Juno en 11 keer die van Voyager 1.
Om een meer aardse vergelijking te maken, is dat snel genoeg om in één seconde van Philadelphia naar Washington, DC te reizen.
3 Hitteschild
De hitteafscherming op de sonde is niet minder indrukwekkend dan zijn topsnelheid. Een schild met een diameter van 2,4 meter (8 ft) wordt aan de voorkant van de sonde geplaatst om de instrumenten te beschermen en warmte in de tegenovergestelde richting weer te geven. Het schild bestaat uit een 11,4 centimeter dik (4,5 inch) stuk koolstofschuim dat aan beide zijden is omgeven door speciaal ontworpen panelen van oververhit koolstof-koolstofcomposiet. Alles bij elkaar weegt het schild slechts 73 kilogram (160 lb).
Het verschil tussen temperatuur en warmte is ook essentieel om te begrijpen hoe het hitteschild werkt. Temperatuur verwijst naar een meting, terwijl warmte de overdracht van energie is. De temperatuur in de corona van de zon is 1,1-1,7 miljoen graden Celsius (2-3 miljoen ° F), maar de hitte kan overleven vanwege de losse afstand van plasmadeeltjes.
"Die zijn erg heet, maar we raken er niet veel van", zei hoofdingenieur Betsy Congdon. "Het is net zoiets als wanneer je je hand in een oven steekt en de oven zich op [204 of 260 graden Celsius (400 of 500 ° F)] bevindt, maar je hand niet."
Door de hitteafscherming kan de sonde de buitenste corona van de zon in vliegen zonder te smelten.
2 Meest autonoom ruimtevaartuig ooit
Een van de redenen waarom de afscherming de hitte van de corona aankan, is door sterk geautomatiseerde software. De aarde en de zon hebben een communicatieruimte in één richting van ongeveer acht minuten, en toch heeft de sonde slechts enkele tientallen seconden om de benodigde realtime correcties te maken. Met automatiseringsprogrammering kan de sonde veilig aanpassingen maken tijdens deze kritieke tijdsperiode.
De sonde is geprogrammeerd met elk scenario dat wetenschappers hebben kunnen bedenken. Dientengevolge zou het hitteschild van de sonde in staat moeten zijn om te roteren zoals nodig en zelfs de richting van de sonde op zichzelf kunnen veranderen.
Nicola Fox, een projectwetenschapper bij het Applied Physics Laboratory van de Johns Hopkins University, noemt de Parker Solar Probe 'het meest autonome ruimtevaartuig dat ooit is gevlogen'.
1 Unieke lading
Een dergelijke missie kan niet met veel gewicht worden uitgevoerd, en toch zal de Parker Solar Probe vrijwel menselijke vracht vervoeren.
In maart 2018 nodigde NASA het publiek uit om hun namen in te dienen voor opname op een geheugenkaart aan boord van de sonde. William Shatner, de acteur die Captain Kirk speelde Star Trek, stapte in op de actie als woordvoerder en creëerde een video waarin het publiek werd uitgenodigd om hun namen in te dienen. Toen alles werd gezegd en gedaan, hebben meer dan 1,1 miljoen mensen, waaronder Shatner, hun virtuele kaartjes aan boord van de sonde aangevraagd en gekregen.
"Het is passend dat wanneer de missie een van de meest extreme reizen van verkenning uitvoert die ooit door een door mensen gemaakt voorwerp is aangepakt, het ruimtevaartuig ook de namen zal dragen van zoveel mensen die het onderweg toejuichen," zei projectwetenschapper Nicola Vos.