Parker Solar Probe: через тернии к звезде

Parker Solar Probe, уникальный космический аппарат НАСА, создан для изучения загадок Солнца, вскоре достигнет своего самого близкого сближения с нашей звездой. Это событие произойдет уже совсем скоро — 24 декабря 2024 года, когда зонд пройдет на минимальном расстоянии около 6,16 миллионов километров от солнечной поверхности.

Это расстояние сделает его первым аппаратом, оказавшимся так близко к Солнцу, что он буквально «прикоснется» к его короне. Этот момент станет кульминацией миссии, начатой в 2018 году, и ознаменует новый этап в изучении нашей звезды.

Parker Solar Probe был разработан специально для того, чтобы выдерживать экстремальные условия вблизи Солнца. Его конструкция включает теплозащитный экран из углеродного композита, способный выдерживать температуры до 1370°C. Экран защищает научные приборы на борту зонда, которые измеряют электрические и магнитные поля, анализируют солнечный ветер и регистрируют высокоэнергетичные частицы. Зонд, несмотря на такие условия, успешно передает собранные данные на Землю, что само по себе является инженерным чудом.

Ключевая задача миссии — изучение солнечной короны, внешней атмосферы Солнца, температура которой достигает нескольких миллионов градусов Кельвина.

Ученые стремятся понять, почему корона гораздо горячее, чем поверхность звезды, и какие процессы ускоряют солнечный ветер — поток заряженных частиц, который влияет на всю Солнечную систему. Пролет на минимальном расстоянии позволит аппарату проникнуть в область, где зарождаются и формируются эти явления.

На этом этапе Parker Solar Probe установит рекорд скорости, превысив отметку в 700 000 километров в час (194 км/с), что составляет примерно 0.065% от скорости света. Это невероятно быстро по земным меркам, но все еще далеко от предела, заданного теорией относительности.

Чтобы достичь такого близкого расстояния к Солнцу, зонд использовал серию гравитационных маневров вокруг Венеры. Эти маневры позволили ему постепенно уменьшать свою орбиту и приближаться к короне. В декабре 2024 года аппарат пересечет точку Альфвена — границу, где солнечный ветер отделяется от Солнца и становится независимой плазмой.

Эта миссия уже изменила наше понимание звезды, вокруг которой вращается Земля. Parker Solar Probe подтвердил, что солнечный ветер обладает сложной структурой и неожиданной турбулентностью. Кроме того, аппарат обнаружил новые особенности короны, которые невозможно было наблюдать ранее.

Анимация, показывающая прохождение зонда через звездную корону Солнца. Внутри границы на краю короны, ее критической поверхности Альфвена, плазма соединяется с Солнцем с помощью волн, движущихся туда и обратно к поверхности.

Открытия, сделанные на протяжении его полета, не только помогут разгадать природу солнечной активности, но и позволят лучше подготовиться к защите космических аппаратов и земной инфраструктуры от ее влияния.

Данные, которые космический аппарат соберет во время перигелия, еще долго будут вдохновлять ученых на новые исследования и открытия, приближая нас к пониманию природы звезд и их роли в нашей Вселенной.