Parker Solar Probe

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку
Parker Solar Probe
Solar Probe Plus spacecraft on approach to the sun.jpg
«Parker Solar Probe» в уяві художника
Основні параметри
Повна назва Parker Solar Probe
Організація Flag of the United States.svg США НАСА
Виготівник Applied Physics Laboratory
Тип апарата орбітальний апарат, дослідження Сонця
Проліт Венера
Дата запуску 12 серпня 2018
Ракета-носій Delta IV Heavy
Космодром Flag of the United States.svg США мис Канаверал
Тривалість польоту в польоті 3 місяці, 4 дні
Технічні параметри
Маса 685 (130 — паливо)
Розміри 1,0 × 3,0 × 2.3 м
Потужність 343 Вт
Джерела живлення сонячні панелі
Час активного існування 6 років, 321 день
Орбітальні дані
Тип орбіти геліоцентрична
Вебсторінка
Вебсторінка Parker 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 апарат наблизиться до сонячної «поверхні» (фотосфери) на відстань 8,86 радіуса Сонця (6,2 млн км)[3].

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

Історія створення[ред. | ред. код]

Проект був анонсований у 2009 фінансовому році НАСА. Спроектувала 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, проекту Solar Orbiter, який розроблявся у 1990-х. Проект Solar Orbiter мав схожі цілі та дизайн і був ключовим проектом 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 проекти НАСА та зосередитись на «дослідженнях, розробках, а також усуненні недоліків управління»[11].

Закриття програми також спершу призвело до закриття проекту 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 спроектовано 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, спроектованого, 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, 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: -: Перигелій; -: 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 здійснено 12 серпня 2018 року[27][28].

Перше зближення зонду з Сонцем почалося 31 жовтня 2018. 5 листопада 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]

Заплановані події[ред. | ред. код]

Перигелій — найближча до Сонця точка орбіти апарата.

Рік Події
2018 12 серпня
Запуск[29]
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[30]

Див. також[ред. | ред. код]

Посилання[ред. | ред. код]

Примітки[ред. | ред. код]

  1. Chang, Kenneth (May 31, 2017). Newly Named NASA Spacecraft Will Aim Straight for the Sun. New York Times. Процитовано June 1, 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.
  3. Tony Phillips (2010-06-10). NASA Plans to Visit the Sun. NASA. Процитовано 2017-06-02. 
  4. NASA's Parker Solar Probe Just Made Its First Close Pass by the Sun!
  5. а б в Зонд Parker Solar Probe здійснив перше зближення з Сонцем. «Дзеркало тижня». 2018-11-08. 
  6. M. Buckley (2008-05-01). NASA Calls on APL to Send a Probe to the Sun. Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory. Процитовано 30 September 2010. 
  7. Parker Solar Probe. NASA. Процитовано December 29, 2017. 
  8. NASA Renames Solar Probe Mission to Honor Pioneering Physicist Eugene Parker. NASA. 31 May 2017. Процитовано 31 May 2017. 
  9. Mcnamee Chosen to Head NASA's Outer Planets/Solar Probe Projects. Jet Propulsion Laboratory. National Aeronautics and Space Administration (NASA). April 15, 1998. Архів оригіналу за January 2, 2017. Процитовано January 2, 2017. 
  10. Maddock, R.W.; Clark, K.B.; Henry, C.A.; Hoffman, P.J. (March 7, 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 January 2, 2017. Процитовано January 2, 2017.  Проігноровано невідомий параметр |df= (довідка)
  11. а б Berger, Brian (February 4, 2002). NASA Kills Europa Orbiter; Revamps Planetary Exploration. Space.com. Purch Group. Архів оригіналу за February 10, 2002. Процитовано January 2, 2017. 
  12. Savage, Donald (November 29, 2001). NASA Selects Pluto-Kuiper Belt Mission Phase B Study. National Aeronautics and Space Administration (NASA). Архів оригіналу за July 8, 2015. Процитовано July 9, 2015.  Проігноровано невідомий параметр |df= (довідка)
  13. Hand, Eric (June 25, 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 June 26, 2015. Процитовано July 8, 2015. 
  14. Fazekas, Andrew (September 10, 2010). New NASA Probe to Dive-bomb the Sun. National Geographic. 21st Century Fox / National Geographic Society. Архів оригіналу за January 2, 2017. Процитовано January 2, 2017. 
  15. Burgess, Matt. Nasa's mission to Sun renamed after astrophysicist behind solar wind theory. Процитовано 2018-01-01. 
  16. Solar Probe Plus: A NASA Mission to Touch the Sun:. Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory. 4 September 2010. Процитовано 30 September 2010. 
  17. Delta IV-Heavy launches Parker Solar Probe on mission to touch the Sun // NASA Spaceflight.com. 10 august 2018
  18. Parker Solar Probe — Extreme Environments. 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, " AIAA Paper-2008-5712, International Energy Conversion Engineering Conference, Cleveland OH, 28–30 July 2008.
  20. Parker Solar Probe — Extreme Engineering. NASA.
  21. а б The Solar Probe Plus Mission: Humanity's First Visit to Our Star. (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 (March 18, 2015). Delta 4-Heavy selected for launch of solar probe. Spaceflight Now. Процитовано March 18, 2015. 
  23. Scharf, Caleb A. The Fastest Spacecraft Ever?. Scientific American Blog Network (en). 
  24. Aircraft Speed Records. Aerospaceweb.org. 13 November 2014. 
  25. Fastest spacecraft speed. guinnessworldrecords.com. 26 July 2015. Архів оригіналу за 2016-12-19. 
  26. Parker Solar Probe - Check123, Video Encyclopedia (en). Процитовано 2017-06-01. 
  27. NASA запустило зонд Parker, який вперше увійде в сонячну атмосферу. УНІАН. 12 серпня. Процитовано 12 серпня 2018. 
  28. NASA запустило зонд Parker Solar Probe, що вивчатиме Сонце з рекордно близької відстані. Громадське. 12 серпня 2018. Процитовано 12 серпня 2018. 
  29. Launch Schedule – Spaceflight Now. spaceflightnow.com (en-US). Процитовано 2018-02-25. 
  30. See data and figure at Solar Probe Plus: The Mission. Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory. 2017.