ناسا سال آینده نخستین کاوشگر خورشیدی خود را روانه مدار خورشید می‌کند

 

سازمان ملی هوانوردی و فضانوردی آمریکا (ناسا) سال آینده نخستین کاوشگر خورشیدی خود را روانه مدار خورشید می‌کند تا بخش‌هایی از رازهای سربه‌مهر این ستاره را افشا کند.این کاوشگر جدید در ابتدا «Solar Probe Pluss»  نام داشت، اما اکنون «کاوشگر خورشیدی پارکر» (Parker Solar Probe) و به افتخار «یوجین پارکر» (Eugene Parker) نامیده شده است. این اولین‌باری ا‌ست که ناسا نام یکی از دانشمندان زنده را برای مأموریت خود انتخاب می‌کند. «یوجین پارکر»، یکی از متخصصان حوزه اخترفیزیک که هم‌اکنون در آستانه ٩٠سالگی  قرار دارد، در دهه ١٩٥٠ موفق به کشف بادهای خورشیدی شد. بادهای خورشیدی، بادهایی هستند که ذرات باردار خورشید را با سرعتی زیاد به جهات مختلف گسیل می‌کنند. «یوجین پارکر» حدود ٦٠ سال قبل مقاله‌ای منتشر کرد و در آن، پدیده‌ای را توصیف کرد که معتقد بود ماده پرسرعت و مغناطیس ساطع‌شده از خورشید است. معمولا ممکن است نام یک مأموریت تا زمان آغاز آن تغییر ‌کند، اما با توجه به اهمیت کشف پارکر و خدمت بزرگ آن، نام این مأموریت جدید تغییر نخواهد کرد. در این فضاپیما تراشه‌ای حاوی تصاویر پارکر و یک کپی از مقاله او قرار خواهد گرفت. به گفته مدیران، مأموریت فضایی پارکر تاکنون یک‌ونیم ‌میلیارد دلار هزینه داشته است.

سفر ٧ساله

کاوشگر جدید ناسا قرار است بیش از هر سفینه فضایی دیگری به خورشید نزدیک شود. این کاوشگر که به دست آزمایشگاه جان‌ هاپکینز طراحی و ساخته شده است، جولای یا آگوست سال ٢٠١٨ (تابستان سال آینده) با استفاده از موشک «دلتا-٤» (Delta IV Heavy)  به سوی خورشید پرتاب خواهد شد. پس از آن، هفت سال طول می‌کشد تا این کاوشگر، گردش در مدار خورشید را آغاز کند. برای انجام این کار، فضایپمای ناسا هفت بار از کنار سیاره زهره عبور خواهد کرد تا نهایتا در فاصله شش میلیون‌کیلومتری خورشید قرار گیرد. هدف از عبور این کاوشگر از کنار سیاره‌ای دیگر آن است که از گرانش این سیاره استفاده کند تا به سرعت بیشتری برسد و راحت‌تر وارد مدار خورشید شود. استفاده از گرانش سیارات، یک روش معمول برای افزایش سرعت و در حقیقت مصرف سوخت کمتر در مأموریت‌های فضایی است. این کاوشگر قرار است در مداری با ارتفاع ٦,٤‌ میلیون‌کیلومتری از خورشید (سطح فتوسفر) قرار بگیرد. این فاصله تقریبا یک‌دهم فاصله متوسط عطارد تا خورشید است. کاوشگر پارکر در این فاصله از خورشید در معرض دمایی تا هزارو ٤٠٠ درجه سانتی‌گراد قرار می‌گیرد و شدت تابشی که از خورشید به آن می‌رسد ٤٧٥ برابر شدت تابش در زمین است. به گفته ناسا، کاوشگر پارکر به اندازه یک خودروی کوچک است و فاصله این کاوشگر از خورشید، هشت بار کمتر از هر فضاپیمای دیگری است که تا به امروز به سوی این ستاره فرستاده شده است.

کاوشگر سپس از میان بادهای خورشیدی عبور خواهد کرد و به فاصله ٦.٢٧‌ میلیون‌کیلومتری سطح این ستاره درخشان خواهد رسید. درحالی‌که این فضاپیما با سرعت ٧٠٠‌ هزار کیلومتر در ساعت حول خورشید حرکت می‌کند، از محل تولد پرانرژی‌ترین ذرات خورشیدی و همچنین ناحیه‌ای عبور می‌کند که در آن، بادهای خورشیدی از سرعت‌ فروصوت  (subsonic) به سرعت فراصوت (supersonic) می‌رسند. از این فاصله، مأموریت کاوشگر خورشیدی پارکر به منظور بررسی اتمسفر این ستاره، خصوصا بادهای خورشیدی که پیش‌تر از سوی «یوجین پارکر» کشف شده بودند، آغاز خواهد شد. درحال‌حاضر، ذرات بسیار بارداری در قالب پلاسما (که بادهای خورشیدی نامیده می‌شوند)، از اتمسفر بیرونی این ستاره یا تاج آن در حال انتشار هستند. این فضا‌ میلیون‌ها کیلومتر امتداد دارد و به سوی فضا گسترش پیدا کرده است و به شکلی باورنکردنی، داغ است. درواقع همین گرمای بسیار زیاد باعث شکستن و جداشدن این ذرات باردار از جاذبه خورشیدی و پرتاب سریع آنها در جهت‌های مختلف می‌شود. درنهایت، این توفان خورشیدی که بخشی از میدان مغناطیسی خورشید را نیز به همراه دارد، به سیاره زمین رسیده و با میدان مغناطیسی آن برخورد می‌کند. هرچند خوشبختانه میدان مغناطیسی زمین مانند یک سد محافظتی عمل کرده و توفان‌های خورشیدی ضرری برای ما ندارند،  اما با این حال همیشه بعد از بادها، فورانی پرجرم از باد خورشیدی به اطراف منتشر می‌شود که ازجمله به زمین هم می‌رسد که به همین دلیل، عملکرد میدان مغناطیسی زمین کمی مختل خواهد شد. اگرچه این توفان‌های ژئومغناطیسی چندان جدی نیستند.

 اما به سیستم‌های ارتباطی، شبکه برق و ماهواره‌ها آسیب می‌رسانند. دانشمندان با پایه و اساس کار این بادها آشنا هستند، اما فرایند انفجار ذرات هنوز به صورت کامل مشخص نشده است، به همین دلیل ناسا قصد دارد با ارسال کاوشگر خورشیدی پارکر به سوی خورشید، پاسخ برخی از پرسش‌های خود را بیابد. این فضاپیما با هدف ردیابی جریان انرژی که عامل داغ‌شدن تاج خورشید و تولید این توفان‌هاست، طراحی شده و هر اندازه که ما اطلاعات بیشتری دراین‌باره  داشته باشیم، امکان مقابله با آن بیشتر خواهد بود. سرعت گردش کاوشگر پارکر به دور خورشید ٢٠٠ کیلومتر بر ثانیه (٧٢٠‌ هزار کیلومتر بر ساعت) است و به این ترتیب این کاوشگر سریع‌ترین دست‌‌ساخته بشر است. سرعت این کاوشگر به بیش از سه‌برابر سرعت کاوشگر هلیوس-۲ خواهد رسید. این کاوشگر در ژانویه ١٩٧٦ با هدف بررسی خورشید به فضا پرتاب شده بود.

تجهیزات کاوشگر پارکر

این کاوشگر به چهار ابزار برای تصویربرداری از بادهای خورشیدی و همچنین بررسی میدان‌های مغناطیسی، پلاسما و ذرات پرانرژی مجهز است. دانشمندان امیدوارند با جمع‌آوری این تصاویر، دانش بیشتری درباره چگونگی حرکت انرژی و حرارت جو خورشید به دست آورند، آنها همچنین امیدوارند از این طریق به ماهیت آنچه  باعث سرعت‌بخشیدن به بادهای خورشیدی می‌شود، پی ببرند. چنین دستاوردی می‌تواند سرنخ‌های بسیار مهمی درباره ستاره‌های دیگر موجود در جهان، چگونگی گسترش حیات روی زمین، فضای خارج و همچنین چگونگی محافظت‌کردن از فناوری‌هایی مانند «جی‌پی‌اس» و ماهواره‌ها در مقابل قدرت تخریب بادهای خورشیدی در اختیار دانشمندان بگذارد. گفته می‌شود کاوشگر خورشیدی پارکر ماه جولای یا آگوست سال ٢٠١٨ سوار بر موشک «دلتا-٤» متعلق به ناسا پرتاب خواهد شد.

مأموریت اصلی این کاوشگر

بررسی بادهای خورشیدی یکی از مأموریت‌های این کاوشگر اعلام شده است. این بادها جریان‌های ذرات زیراتمی هستند که از خورشید می‌گریزند و با چنان نیرویی با سرعت فراصوت حرکت می‌کنند که می‌توانند‌ میلیاردها کیلومتر سفر کرده و بر سیاره زمین و سایر اجرام منظومه شمسی تأثیر بگذارند. به طور مثال، در سال ٢٠١٥، کاوشگر «ماون» (MAVEN) متعلق به ناسا دریافت این بادها به‌آرامی و اتم به اتم، جو مریخ را دچار فرسایش می‌کنند. زمانی که این بادها روی مریخ جریان پیدا می‌کنند، میدان الکتریکی تولید می‌کنند که این میدان به نوبه خود یون‌های گازی را از جو فوقانی سیاره سرخ به فضا گسیل می‌کند. بادهای خورشیدی همچنین ممکن است با میدان مغناطیسی زمین برخورد کنند و گرچه بخش اعظم آنها به فضا برمی‌گردد، ذرات باردارشان می‌توانند وارد زمین شوند. این ذرات جو فوقانی کره زمین را گرم کرده و موجب بروز توفان‌های ژئومغناطیسی و ایجاد شفق‌های قطبی درخشان می‌شوند و در سیگنال‌های «جی‌پی‌اس» تداخل ایجاد می‌کنند. منشأ این بادها دهه‌هاست ذهن دانشمندان را به خود مشغول کرده است و نگاه دقیق‌تر به خورشید برای بررسی آنها نیازمند ارسال یک کاوشگر فضایی به نزدیکی خورشید و تحمل دمای تقریبا هزارو ٣٣٧ درجه سانتی‌گراد است. ناسا به‌تازگی اعلام کرده این هدف با وجود فناوري‌های جدید در حوزه مهندسی حرارتی ممکن شده است. این فناوری‌ها می‌توانند از فضاپیما محافظت کنند و دمای محموله آن را در دمای نزدیک دمای اتاق نگه دارند. این امر به یمن صفحه کامپوزیت کربنی ١١٤میلی‌متری بدنه کاوشگر جدید امکان‌پذیر است.