地球が日食を楽しんでいる間、NASAの探査機は「太陽に触れる」準備ができています

これらすべての影に隠れているのは、太陽からほぼ距離にある宇宙船を猛スピードで飛ばそうとしているNASAの危険なミッションだ。

2018年に打ち上げられたパーカーソーラープローブは、NASAが言うように「太陽に触れる」ように設計されています。 12月24日、探査機は 重力によって時速43万マイル以上に加速され、地表から380万マイル以内に最接近する予定だ。

これほど速く飛行したり、太陽にこれほど近づいたりした宇宙船はかつてありませんでした。

「これは未知への旅です」と NASA のトップ科学管理官ニコラ “ニッキー” フォックスは言い、「太陽の下で最もクールで最も熱いミッションだ」と皆に語ります。

14 億ドルの費用がかかるこのミッションは決して安くはありません。 NASAがこれほどの資金と労力を投資するということは、私たちの生存にとって非常に基本的な太陽が完全には理解されていないことを思い出させます。

「私たちは太陽の大気圏に住んでいます。 太陽で起こることはすべて、私たちは地球上でもその影響を感じます」とフォックス氏は語った。 「太陽がくしゃみをすると地球は風邪を引く。」

このミッションには、より微妙な目的もあります。それは、アメリカの航空宇宙能力の向上です。 多くの国が月、火星、太陽系の他の場所に探査機を送り込んでいる現在、この技術革新は将来の宇宙開発に応用できる可能性がある。

「それは、我々が世界のトップに留まり続けるか、それとも他の誰かが介入するかだ」と、このミッションのプロジェクトサイエンティストであり、メリーランド州のジョンズ・ホプキンス大学応用物理研究所の天体物理学者であるヌール・ラウアフィ氏は語った。

この宇宙船の驚くべき偉業について語るとき、彼の目は輝いています。「もうすぐ星に着陸します。」

太陽への訪問を生き残る方法

面白い事実: 太陽に着陸することはできません。 実際には明確な表面はありません。 科学者が太陽について話すとき、 表面では、大気の目に見える最下層である「光球」を暗示しています。

クリスマスイブの最接近では、パーカー探査機はこれまでに行った探査機よりも太陽に 7 倍近づくことになります。 NASAの技術者らは、太陽にこれほど近づくのはビーチで過ごす一日ではないことを国民が理解してくれることを望んでいる。

「これはハイリスクな任務です。 スターの大気圏に入ると、それは本当に過酷なものだ」とラウアフィ氏は語った。

この探査機には、温度、密度、速度などの太陽風の測定を行う機器が取り付けられています。 太陽風は太陽系の最外周まで到達します。 地球はその中に完全に浸っていますが、地球の磁場のおかげで、私たちは通常、最も有害な太陽放射から守られています。

「私たち自身もそのような環境の中で生きています。 しかし、私たちがそれを感じないのは、太陽からのこれらの危険なエネルギー粒子や爆発から私たちを守ってくれる地磁気があるからです」とラウアフィ氏は語った。 「それが私たちが地球上に生命を持っている理由です。」

太陽風は、驚異的な速度で移動し、銀河系のあらゆる方向から私たちに向かって来る粒子である宇宙線の影響を制限するため、保護効果もあります。

これらすべてが示しているのは、宇宙には天気があるということです。 高度技術文明は宇宙天気に注意を払う必要があります。 地球に直接向けられたコロナ質量放出は、衰弱させる地磁気嵐を引き起こす可能性がある。

NASA およびその他の政府 政府機関は、キャリントン・イベントとして知られる事件の再発を特に懸念している。 1859 年、コロナ質量放出が地球を襲い、電信線が鳴るようになりました。 今日同様の嵐が発生すると、電波障害が発生したり、衛星が破壊されたり、最悪の場合は送電網が停止したりする可能性があります。

だからこそ、ホプキンス研究所と NASA の技術者たちは、太陽の近くでくつろぎ、その不安定な雰囲気を本当に理解したいと考えています。 しかしまず、パーカー探査機がコロナ質量放出や太陽風によって焼かれたり、焼かれたり、焼身自殺されたり、あるいはその他の方法で破壊されたりするのを防ぐ方法を見つけなければならなかった。

ミッションの成功には 2 つのテクノロジーが特に重要です。 最もわかりやすいのは遮熱板です。 適切な遮熱板がなければ、太陽の近くを飛行することはできません。

シールドは、できるだけ多くの太陽放射を反射するために、ウルトラホワイトのプラズマ スプレーでコーティングされています。 表面は完全に均一で、ホットスポットやコールドスポットを防ぎます。 シールドの内側にはカーボンフォームがあり、ゴルフクラブやテニスラケットと同様のカーボン複合材の層の間に挟まれています。

この厚さ 4.5 インチの熱シールドにより、太陽に面する側は NASA によると、宇宙船本体が 89 度の穏やかな温度であっても、その温度は 2,500 度に達します。

そして、宇宙船が溶けた粘液にならない別の理由があります。太陽の大気の温度は数百万度に達することがありますが、密度は低いため、その宇宙領域を飛行する物体は簡単には加熱されません。

ただし、このシールドは常に太陽に直接面し、その後ろの脆弱なハードウェアが完全に日陰になっている場合にのみ機能します。 それには、「固定」星をガイドとして使用する複数のカメラによる正確なナビゲーションが必要です。

ソーラーパネルは素敵ですね。 太陽の近くを飛行し、その後再び遠くに飛行すると、電力サージが発生します。 したがって、パネルは次のことができます 鳥の羽のように折りたたんで、 身を隠してください。

ミッションの科学者たちはまた、曲げられない重力の法則という大きなハードルを越えなければなりませんでした。

「信じられないかもしれませんが、太陽に近づくものを撮影するのは非常に難しいのです」とラオアフィ氏は語った。

これは、地球から打ち上げられた宇宙船が、太陽の周りを周回する私たちの故郷の惑星の角運動量を運ぶためです。 宇宙船を太陽に向かって直接操縦するには、非現実的な量の燃料が必要になります。 考えられる解決策の 1 つは、探査機を木星に送り、木星に投げて太陽に戻すことです。 しかしそれには何年もかかるだろう。

NASA は最終的に複数の近接パスを使用する戦略を選択しました 金星の軌道に沿って移動するたびに、宇宙船の軌道運動量の一部が失われ、軌道ごとに太陽に近づくことができます。

ミッションの最も緊迫した瞬間

パーカー探査機は太陽の周りを18回飛行し、12月下旬には地表からわずか451万マイルを通過し、その灼熱の旅から頂点に達した形で現れた。

この探査機はすでに、通常人間の目には見えない太陽のエーテルの最外層である太陽のコロナに関する豊富なデータを収集している。 4月8日の皆既日食は、月が私たちの輝く星の主円盤を完全に遮るとき、地球上の人々にコロナを垣間見る貴重な機会を提供します。

NASA は、4 月 8 日のあらゆる場所での月の影の経路と皆既のタイミングを正確にマッピングすることができます。しかし、太陽物理学者にとって、空の大きな星は見た目ほど予測可能ではありません。 科学者たちが太陽について十分に理解していないことの中に、彼らが「コロナ加熱問題」と呼ぶものがあります。

コロナは約300倍 太陽の表面よりも熱い。 それは常識に反しています。 寒い夜にキャンプファイヤーから離れると空気は暖かくなりませんが、太陽の近くではそれがどのようなものですか。

科学者たちは何十年もの間、コロナ加熱の問題を解決しようと努力してきました。 パーカー探査機からのデータは、地球上の太陽物理学者による日食中の観測と並行して、この太陽の謎の一つに解明される可能性がある。

このミッションで最も緊張する瞬間は、宇宙船が太陽の周りを揺れ、一時的にコマンドを受信できなくなるときです。 それは今年 12 月の最接近遭遇時に起こるだろう。チームは何日もの間、宇宙船が生き残ったかどうか分からない。

「その宇宙船は、あなたのチームの一員になります」とフォックスは言った。 彼女は知っているはずだ。 NASA に来る前は応用物理研究所で働き、パーカー探査ミッションのトップ科学者を務めました。

この探査機は先駆的な天体物理学者ユージン・パーカーにちなんで名付けられました。 シカゴ大学の若い科学者として、パーカーは 1950 年代に太陽風の存在を提唱しました。 彼のアイデアは当初、多くの科学者によって却下され、嘲笑されましたが、 その後の宇宙ミッションで確認されました。

パーカー氏自身も2018年の探査機の打ち上げに出席した。 NASAによると、彼は自分の名前を冠した宇宙船の打ち上げを初めて目撃した人物だという。

彼は2022年に94歳で亡くなった。

フォックス氏によると、打ち上げ前に応用物理研究所のクリーンルームで初めて宇宙船を見たとき、パーカー氏は驚き、興奮したという。

それから、探査機が歴史的な旅を開始するために天に向かってロケット打ち上げされるのを見ながら、パーカーは物欲しそうになったとフォックスは回想した。

「とても悲しいことだ」と彼は彼女に言った。 「それは決して戻らないのです。」