خورشید را با پارکر بهتر بشناسید/ کاوشگرها در مسیر شناسایی کهکشان

به گزارش خبرنگار گروه علم و فناوری خبرگزاری آنا،  نوید فرخی- کاوشگر خورشیدی پارکر در تاریخ ۱۲ آگوست ۲۰۱۸ به سمت خورشید پرتاب شد. امید می‌رود این فضاپیما اسرار جدیدی را درباره تنها ستاره منظومه ما کشف کند. پارکر در سال ۲۰۲۵ به نزدیک‌ترین فاصله به خورشید خواهد رسید. این کاوشگر مدتی پیش در مسیرش به سمت خورشید، تصویری زیبا را از سیاره زهره به ‌ثبت رساند، به این بهانه در این گزارش جزئیاتی را در رابطه با این فضاپیما مورد بررسی قرار خواهیم داد.

نیروی زیاد برای رسیدن به خورشید

کاوشگر خورشیدی پارکر با وزن حدود ۶۴۰ کیلوگرم فضاپیمایی نسبتاً سبک محسوب می‌شود؛ اما در پرتاب آن از یکی از نیرومندترین راکت‌های جهان یعنی راکت Delta IV Heavy، که شرکت ائتلاف پرتاب و راه‌اندازی آن را توسعه داده است استفاده شد. حرکت به سوی خورشید به نیروی زیادی لازم دارد (درواقع ۵۵ برابر بیشتر از نیروی لازم برای حرکت به سمت مریخ).  

اولین ایستگاه: سیاره زهره!

کاوشگر خورشیدی پارکر به سمت خورشید حرکت می‌کند اما در طول مسیر از کنار زهره رد می‌شود که یکی از تصاویر آن توسط ناسا به تازگی منتشر شده است. با این وجود، این بخش از سفر برای دیدن مناظر آن سیاره نیست! این کاوشگر برای رسیدن به مدار خورشید روی کمک زهره حساب کرده است. پارکر در این بخش از سفر برای چرخش بهتر به دور خورشید سرعت خود را کم می‌کند و جاذبه زهره به تنظیم سرعت کمک خواهد کرد.

نزدیکتر از همیشه به خورشید

پارکر طی این مأموریت، به فاصله ۶.۱۶ میلیون کیلومتری از سطح خورشید خواهد رسید. این فاصله ممکن است خیلی دور به نظر برسد، اما اگر خورشید و زمین را دو دروازه یک استادیوم فوتبال تجسم کنید پارکر تنها ۳.۵ متر با دروازه رو به خورشید فاصله خواهد داشت. تا پیش از این فضاپیمایی به نام هلیوس ۲ رکورددار این عرصه بود که در فاصله  ۴۳ میلیون کیلومتری خورشید قرار گرفته بود (فاصله‌ای در حدود ۲۷ متر با دروازه در آن زمین فوتبال!). برای اینکه تصور بهتری در مورد اینکه فاصله ۶.۱۶ میلیون کیلومتری تا چه اندازه به خورشید نزدیک است داشته باشیم، ذکر این نکته به جاست که عطارد به عنوان نزدیک‌ترین سیاره به خورشید در فاصله حدود ۵۷ میلیون کیلومتری از آن قرار دارد.

پارکر سرانجام در فاصله خوبی نسبت به تاج خورشیدی قرار خواهد گرفت. دانشمندان امیدوارند از این طریق به دانش زیادی دست یابند زیرا تاج خورشیدی بخشی پویا از جو این ستاره است و اعتقاد بر این است که کلید شناخت فعالیت‌های دقیق خورشیدی به شمار می‌آید.   

پارکر سریع‌ترین شیء ساخته‌شده به دست بشر

کاوشگر خورشیدی پارکر همچنین رکورد سریع‌ترین فضاپیمای تاریخ را خواهد شکست. سرعت پارکر در آخرین گردش خود در نزدیک‌ترین فاصله به خورشید تا حدود هفتصد هزار کیلومتر در ساعت خواهد رسید.  این سرعت آنقدر بالا است که می‌توان فاصله تهران تا بابل در استان مازندران را در حدود یک ثانیه پیمود!

دکتر یوجین پارکر همنام با مأموریت

کاوشگر خورشیدی پارکر به احترام یوجین پارکر(Eugene Parker)، اولین شخصی که وجود باد خورشیدی را در سطح آن پیش‌بینی کرد، نامگذاری شده است.

پارکر در ۱۰ ژوئن ۱۹۲۷ در ایالت میشیگان به دنیا آمد و در حال حاضر ۹۴ سال سن دارد. او در سال ۱۹۵۸ نظریه بادهای خورشیدی را مطرح کرد. این اولین مأموریت ناسا است که به نام یک فرد زنده نامگذاری شده است و پارکر همراه با تیم مأموریت از مرکز فضایی کندی در فلوریدا شاهد پرتاب کاوشگر بود.

رمزگشایی از اسرار باد خورشیدی

اگرچه دکتر پارکر ۶۰ سال پیش وجود باد خورشیدی را پیش‌بینی کرد، اما هنوز چیزهای زیادی در مورد آن وجود دارد که درک نشده است. اکنون می‌دانیم که باد خورشیدی در دو جریان مشخص سریع و آهسته حرکت می‌کند. منشأ باد سریع خورشیدی شناسایی شده است، اما وزش باد آرام خورشید همچنان رمز و راز بزرگی محسوب می‌شود.

در حال حاضر، تنها روش اندازه‌گیری‌ باد خورشیدی، وزش‌هایی است که از نزدیکی زمین دریافت می‌شود. از آنجایی که انتظار می‌رود این وزش در طول مسیر خود تا رسیدن به زمین تحت تأثیر عوامل جانبی قرار گرفته باشد به همین علت دانشمندان به یک منبع دست اول نیاز دارند. انتظار می‌رود اندازه‌گیری‌های پارکر تنها از چند میلیون کیلومتری سطح خورشید، جزئیات جدیدی را در این باره  نشان دهد.

مطالعه ذرات با سرعت نزدیک به نور

پرسش دیگری که امیدواریم از طریق پارکر به آن پاسخ دهیم، این است که چگونه برخی از ذرات با سرعت حیرت‌آوری (نیمی از سرعت نور یعنی حدود ۱۵ هزار کیلومتر بر ثانیه) از خورشید دور می‌شوند. این ذرات آن قدر سریع حرکت می‌کنند که در کمتر از نیم ساعت می‌توانند به زمین برسند، بنابراین گهگاه بدون آمادگی قبلی در سیستم برق موجود در ماهواره‌ها تداخل ایجاد می‌کنند.

رمز و راز گرمای زیاد تاج

سومین پرسش بزرگی که امیدواریم با این مأموریت به آن پاسخ دهیم، موضوعی است که دانشمندان آن را مسئله گرمای تاج می‌نامند. دما در تاج خورشید، در نزدیکی جایی که کاوشگر پارکر پرواز خواهد کرد تا ۲ میلیون درجه فارنهایت می‌رسد در حالی که دمای سطح زیر آن در حدود ۱۰ هزار درجه است. نحوه گرم شدن تاج یکی از بزرگترین پرسش‌های بی‌پاسخ اخترفیزیک است. گرچه دانشمندان چندین دهه است که با اندازه‌گیری‌های از راه دور روی سعی در حل این مسئله دارند اما امیدواریم که اندازه‌گیری‌ها از داخل تاج بتواند یک بار و برای همیشه مشکل گرم شدن آن را حل کند.

چرا کاوشگر پارکر ذوب نمی‌شود؟

دمای تاج خورشیدی به میلیون‌ها درجه فارنهایت می‌رسد، بنابراین چگونه می‌توانیم یک فضاپیما را بدون ذوب شدن به آنجا بفرستیم؟ نکته اصلی در تمایز بین گرما و دما است. این موضوع در نگاه اول قدری پیچیده است. دما میزان سرعت حرکت ذرات را تعیین می‌کند، در حالی که گرما مقدار کل انرژی است که ذرات منتقل می‌کنند. تاج بسیار رقیق است و ذرات بسیار کمی در آنجا هستند که انرژی را بتوانند انتقال دهند. بنابراین در حالی که ذرات به‌سرعت در حال حرکت هستند(دمای بالا)، اما انرژی زیادی را به فضاپیما منتقل نمی‌کنند(گرمای کم). برای اینکه موضوع کامل درک شود اجازه دهید یک مثال بزنم. شما می‌توانید دست خود را روی یک بخاری بگذارید و همچنین دست خود را در یک قابلمه آب داغ قرار دهید. گرمایی که در آب جوش حس خواهید کرد اصلاً قابل قیاس با گرمای بخاری نیست.  

اگرچه حرارت آنجا ذوب‌کننده نیست، اما فکر این را که محیط اطراف خورشید جای قابل زیستی برای بشر است، از ذهن خود بیرون کنید. همان گرمای کم نیز برای نابود ما کافی است! اگر هم از گرما از بین نرویم تشعشعات کلک‌مان را می‌کَند. با این وجود پارکر طوری طراحی شده است تا دوام آورد یا به قول سازندگانش مهندسی شده است تا جان سالم به در ببرد. این فضاپیما مجهز به پیشرفته‌ترین محافظ گرمایی از جنس فوم کامپوزیت است که بین دو ورقه کربنی قرار گرفته است. این سپر حرارتی طوری عمل می‌کند که حتی اگر دمای قسمت جلوی آن به ۲۵۰۰ فارنهایت برسد، سازه‌های پشت آن در دمای ۸۵ فارنهایت باقی می‌ماند. پارکر همچنین برای خنک نگه داشتن خود، مقادیری آب را از طریق آرایه‌های خورشیدی به گردش در می‌آورد و پس از جذب گرما، آنها را به رادیاتور منتقل می‌کند و از آنجا گرما به فضا تابانده می‌شود.

کاوشگر خورشیدی پارکر در بیشتر طول سفر خود از زمین دور است و کنترل بی‌درنگ آن مقدور نیست اما ناسا هفت سنسور در بدنه آن قرار داده است تا اگر گرمای بالا تشخیص داده شد، به کامپیوتر مرکزی هشدار دهند و فضاپیما موقعیت خود را عوض کند تا سنسورها و صد البته بقیه ابزارهای داخل کاوشگر حفظ بمانند.  

انتهای پیام/۴۱۶۰/پ