Die NASA plant, die Sonne zu besuchen

Die NASA plant, die Sonne zu besuchen

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Anonim
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Seit mehr als 400 Jahren untersuchen Astronomen die Sonne aus der Ferne. Jetzt hat die NASA beschlossen, dorthin zu gehen. "Wir werden zum ersten Mal einen lebenden, atmenden Stern besuchen", sagt die Programmwissenschaftlerin Lika Guhathakurta vom NASA-Hauptquartier. "Dies ist eine unerforschte Region des Sonnensystems, und die Entdeckungsmöglichkeiten sind unerreichbar."

Der Name der Mission lautet Solar Probe + (ausgesprochen "Solar Probe plus"). Es ist ein hitzebeständiges Raumschiff, das entworfen wurde, um tief in die Sonnenatmosphäre einzutauchen, wo es Sonnenwind und Magnetismus aus erster Hand erfassen kann. Der Start könnte bereits 2015 erfolgen. Bis zum Ende der Mission nach sieben Jahren gehen die Planer davon aus, dass Solar Probe + zwei große Rätsel der Astrophysik lösen und auf diesem Weg viele neue Entdeckungen machen wird.

Laut Guhathakurta befindet sich die Sonde noch in der frühen Entwurfsphase, die im NASA-Hauptquartier als "Pre-Phase A" bezeichnet wird. "Wir haben viel zu tun, aber es ist sehr aufregend."

Johns Hopkins 'Applied Physics Lab (APL) wird das Raumschiff für die NASA entwerfen und bauen. APL hat bereits Erfahrung mit dem Senden von Sonden zur Sonne. Das MESSENGER-Raumschiff von APL hat im Januar 2008 seinen ersten Flug über den Planeten Merkur absolviert und viele der gleichen hitzebeständigen Technologien werden Solar Probe + stärken. (Hinweis: Die Mission heißt Solar Probe plus, da sie auf einem früheren APL-Design von 2005 mit dem Namen Solar Probe aufbaut.)

Bei der nächsten Annäherung wird Solar Probe + 7 Millionen km oder 9 Sonnenradien von der Sonne entfernt sein. Dort muss der Hitzeschild des Raumfahrzeugs aus Kohlenstoff-Verbundwerkstoffen Temperaturen von mehr als 1400 ° C standhalten und Strahlenexplosionen in einer Höhe überstehen, die kein anderes Raumfahrzeug zuvor erlebt hat. Natürlich ist die Sonde solarbetrieben; Der Strom wird von flüssigkeitsgekühlten Solarmodulen bezogen, die sich bei zu starker Sonneneinstrahlung hinter den Hitzeschild zurückziehen können. Aus diesen nahen Entfernungen erscheint die Sonne 23-mal breiter als am Himmel der Erde.

Die beiden Geheimnisse, die diese Mission auslösen, sind die hohe Temperatur der Sonnenkorona und die rätselhafte Beschleunigung des Sonnenwinds:

Rätsel 1 - Die Korona: Wenn Sie ein Thermometer in die Oberfläche der Sonne stecken, würde es ungefähr 6000 ° C anzeigen. Intuition besagt, dass die Temperatur sinken sollte, wenn Sie zurückkehren. stattdessen steigt es an. Die äußere Atmosphäre der Sonne, die Korona, registriert mehr als eine Million Grad Celsius, hunderte Male heißer als der Stern darunter. Diese hohe Temperatur bleibt mehr als 60 Jahre nach der ersten Messung ein Rätsel.

Rätsel Nr. 2 - der Sonnenwind: Die Sonne spuckt einen heißen Wind mit einer Geschwindigkeit von mehreren Millionen Meilen pro Stunde von geladenen Partikeln durch das Sonnensystem. Planeten, Kometen, Asteroiden - alle spüren es. Seltsamerweise gibt es keinen organisierten Wind in der Nähe der Sonnenoberfläche, doch draußen unter den Planeten bläst ein wahrer Sturm. Irgendwo dazwischen gibt ein unbekannter Agent dem Sonnenwind seine große Geschwindigkeit. Die Frage ist, was?

"Um diese Rätsel zu lösen, wird Solar Probe + tatsächlich in die Korona eindringen", sagt Guhathakurta. "Dort ist die Action."

Die Nutzlast besteht hauptsächlich aus Instrumenten zur Erfassung der Umgebung des Raumfahrzeugs, z. B. einem Magnetometer, einem Plasmawellensensor, einem Staubdetektor, Elektronen - und Ionenanalysatoren usw. "In-situ-Messungen werden uns Aufschluss darüber geben, was wir wissen müssen, um die Physik der koronalen Erwärmung und der solaren Windbeschleunigung zu entschlüsseln", sagt sie.

Das einzige Fernerkundungsinstrument von Solar Probe + ist der Hemispheric Imager. Das "HI", kurz "HI", ist ein Teleskop, mit dem 3D-Bilder der Sonnenkorona ähnlich wie bei medizinischen CAT-Scans aufgenommen werden können. Die so genannte Koronaltomographie ist ein grundlegend neuer Ansatz für die solare Bildgebung. Sie ist nur möglich, weil die Fotografie von einer sich bewegenden Plattform in der Nähe der Sonne aus durchgeführt wird, die durch koronale Wolken und Luftschlangen fliegt und diese während des Fluges durch sie hindurch abbildet.

Mit einem voraussichtlichen Start im Mai 2015 wird Solar Probe + seine Hauptmission gegen Ende von Solar Cycle 24 beginnen und in der Nähe des prognostizierten Maximums von Solar Cycle 25 im Jahr 2022 enden. Dies würde es dem Raumschiff ermöglichen, die Korona und den Sonnenwind bei vielen verschiedenen Temperaturen zu messen Phasen des Sonnenzyklus. Es garantiert auch, dass Solar Probe + gegen Ende seiner Mission eine gute Anzahl von Sonnenstürmen erlebt. Dies ist zwar gefährlich, liegt aber im Plan: Forscher vermuten, dass viele der gefährlichsten Partikel, die durch Sonnenstürme erzeugt werden, in der Korona mit Energie versorgt werden - genau dort, wo sich Solar Probe + befinden wird. Solar Probe + ist möglicherweise in der Lage, den Prozess in Aktion zu beobachten und Forschern zu zeigen, wie sie Ereignisse mit Sonnenenergie (SEP) vorhersagen können, die die Gesundheit und Sicherheit von Astronauten gefährden.

Das wiederholte Eintauchen von Solar Probe + in die Korona wird durch Venus-Vorbeiflüge erreicht. Das Raumschiff wird in sechs Jahren sieben Mal an der Venus vorbeischwingen, um die Flugbahn der Sonde tiefer und tiefer in die Atmosphäre der Sonne zu biegen. Bonus: Obwohl die Venus kein Hauptziel der Mission ist, können Astronomen neue Dinge über den Planeten lernen, wenn die stark instrumentierte Sonde vorbeischwingt.

"Solar Probe + ist eine außergewöhnliche Mission der Erforschung, Entdeckung und des tiefen Verständnisses", sagt Guhathakurta. "Wir können es kaum erwarten, loszulegen."

Quelle: von Dr. Tony Phillips