Как коснуться Солнца и узнать больше о нашей вселенной? РАЗБОР
Космос — это загадочная штука! В нем просто безумное количество тайн… И звезды являются одной из самых хорошо изученных частей космоса. Большинство информации о том, как вообще функционирует вселенная, мы получили изучая именно их. Яркие звезды в бесконечной вселенной — просто отличный объект для изучения: их поведение, сляния, взрывы!
А изучая их спектры излучения, размеры и другие параметры, мы можем получать информацию и о самих звездах! Для изучения далеких звезд строят гигантские телескопы на Земле и запускают в космос. Достаточно вспомнить телескопы Хаббл и Джеймс Уэбб. О последнем у нас кстати есть два классных материала — зацените их! Однако, для детального изучения самих звезд иногда нужно смотреть не так далеко. Ведь ближайшая звезда находится у нас практически за углом. Всего в 150 миллионах километров от Земли находится наше Солнце. Звезда подарившая и поддерживающая нашу жизнь на этом голубом шарике. И казалось бы, запустил кучу спутников к нашему Солнцу и изучай сколько влезет. Но оказалось, что запустить что-то к Солнцу так же трудно, как и отлететь от него!
Сегодня мы расскажем вам о двух самых знаковых миссиях к нашей звезде последнего времени — а именно о миссии Solar Orbiter и Parker Solar Probe. И объясним, что сложного в этом всем, посмотрим на нашу звезду в высоком разрешении. Только посмотрите на эту красоту! Оригинал, кстати, в разрешении 83Мп!
И вообще расскажем, как человечество практически коснулось Солнца и не обожглось!
Почему сложно добраться до Солнца?
Давайте начнем как обычно с вопроса. Как добраться с Земли до Солнца?
Все вы знаете, что тяжелые объекты во вселенной притягивают к себе все, что есть рядом. И вроде бы — запустил от Земли в сторону Солнца ракету она туда спутник принесла, а дальше Солнце уже само его притянет. Но есть проблема. Земля крутится вокруг Солнца с угловой скоростью около 30 км/с. А значит, чтобы полностью компенсировать эту скорость и как бы упасть на Солнце, потребуется как-то сбросить всю эту скорость.
А ракет, которые бы смогли нам обеспечить такое огромное торможение, просто нет! Нужны просто колоссальные энергии и запасы топлива!
Понятное дело, что это очень условно и что в реальности все гораздо сложнее. А это мы еще не учитываем сам вывод на орбиту Земли, то есть преодоление гравитации нашей планеты. Тут сначала надо набрать скорость около 9 километров в секунду скорости относительно Земли. А потом как-то надо затормозить, чтобы снизить скорость относительно Солнца! В общем, это действительно очень сложная задачка для орбитальной механики. Но человечество ее решило!
За счет специальных гравитационных маневров у Венеры, можно затормозить так, чтобы попробовать приблизится максимально близко к Солнцу! И вот путем корректировки курсов при подлете к Венере можно контролировать то, насколько близко можно подобраться к Солнцу! Но надо сказать что все равно для запуска нужны очень мощные ракеты. И чем ближе надо подобраться к Солнцу, тем мощнее они должны быть и тем меньше масса самого спутника необходима!
Так вот Зонд Паркера был запущен в 2018 году на ракете Delta 4 Heavy, а Solar Orbiter был запущен на ракете Atlas-5. На такой же ракете, на которой запускали недавно телескоп Джеймса Уебба. Обе эти ракеты считаются одними из самых мощных из существующих на данный момент! Кстати, посмотрите на график скорости и приближения Зонда Паркера к Солнцу!
Видно, что при последних маневрах, которые на графике под номерами 23 и 24, он будет лететь со скоростью около 190 километров в секунду! Только вдумайтесь в эти невероятные скорости. Из Москвы в Питер всего за 4 секунды!
При этом Зонд сможет подойти к Солнцу очень близко! И пролететь всего в 6 миллионах километров от поверхности нашего светила! Вот на что способны гравитационные маневры!
Solar Probe же летает сильно дальше от Солнца — почти в 40 миллионах километров от Солнца.
Защита от тепла
Итак, мы поняли как подлететь к Солнцу. Но тут же мы сталкиваемся с еще одной очень серьезной проблемой. В космосе — это в целом очень сложная задача, а когда ты летишь так близко к самому горячему объекту во всей планетарной системе эта задача становится просто критичной! И дело даже не в температуре на поверхности Солнца!
Все мы знаем, что температура на там около 5 с половиной тысяч градусов Цельсия. В целом, не такое и большое значение для космических масштабов. И казалось бы, все что над ней должно только уменьшаться, ведь там холодный космос и больше ничего.
Ведь у Солнца, как и у Земли есть своего рода атмосфера. У нас это тропосфера-стратосфера-мезосфера. И чем выше вы поднимаетесь, тем холоднее становится. У Солнца тоже же есть фотосфера-хромосфера и самая верхняя — корона.
И вот тут начинается необычное, ведь температура в короне Солнца во много раз больше и может достигать аж 3 миллоионов градусов!
И главное, что никто не знает, почему это так! Почему температура в короне Солнца настолько выше, чем на ее поверхности! А последние данные говорят о том, что корона Солнца может быть в 12 раз больше солнечного радиусу, то есть речь идет о расстоянии в 8 миллионов километров!
То есть Зонд Паркера пролетает прямо сквозь корону! Понятное дело что из-за того, что концентрация в короне этих горячих частиц не такая большая, то и нагрев будет не очень быстрый, но это все равно очень большие температуры. Оба спутника будут подвержены просто невероятному излучению. Например посчитано, что Solar Orbiter будет нагрет до температуры около 500 градусов. А вот Зонд Паркера вообще будет нагреваться до почти 1400 градусов!
Конечно для защиты надо сделать специальный экран, иначе все оборудование просто не выдержит такого нагрева. Поэтому давайте разберемся с защитой!
Для Зонда Паркера был разработан специальный защитный экран и состоит он из многослойной структуры. Его основой служит толстый слой пены из углерода. Это специальная пена, которая на 97% просто пустая. А пустое пространство, в космосе это вакуум — отличный изолятор тепла! На него нанесен тонкий композит, который также сделан из углерода, для более равномерного распределения тепла.
Ну и наконец на поверхность нанесена белая керамическая краска, чтобы отражать как можно больше тепла попадающего на защитный экран!
На самом деле создать такой экран — сложнейшая инженерная задача, ведь разные материалы расширяются по-разному. А с учетом того, что с одной стороны там тысяча градусов, а с другой холодный космос, задачка становится действительно трудной.
Задачи миссий
Ну давайте наконец-то посмотрим на задачи и результаты этих двух миссий. Вообще команды тесно сотрудничают и обе должны сильно расширить наше понимание Солнца, а значит и других звезд во вселенной.
Итак, основная задача Зонда паркера — это сбор данных о солнечной короне, ее составе и энергии частиц. И спутник уже собрал просто потрясающие данные. Только посмотрите на видео. Напоминает снег за окном, но вообще это все заряженные частицы в короне солнца!
И это только девятый пролет! А в ближайшие пару лет будет еще более десяти, которые будут еще ближе к поверхности солнца, что даст нам еще больше информации. Но уже, так или иначе, можно сказать что человечество коснулось Солнца!
Ну а что же со второй миссией, с Solar Orbiter?
В задачи миссии также входит изучение магнитного поля короны звезды, а также процесс зарождения солнечного ветра и ионизации частиц. Ну и конечно как происходят вспышки на Cолнце!
Кстати про солнечный ветер тоже очень интересно. Ученые знают, что он образуется в короне звезды, но никто не понимает почему! Так же как и с температурой самой короны, которая сильно выше температуры поверхности!
Но одной из основных задач является съемка Cолнца в высоком разрешении. И совсем недавно команда из Европейского Космического Агентства показала нам результаты.
Это огромная фотография с разрешением в 83 мегапикселя! Точнее это 25 фотографий, которые слепили в одну. Только посмотрите на эту красоту, можно долго разглядывать мельчайшие детали! Или нарезать волпейперов для смартфона на худой конец.
Использовалась специальная камера, которая снимает в экстримальном ультрафиолетовом спектре. Она имеет разрешение 2048 на 2048 пикселей с размером пикселя в 10 микрометров, и фокусным расстоянием более чем 4000 мм.
Это просто очень красиво! Интересно, что снимки были сделаны в диапазоне экстремального ультрафиолета с длиной волны всего в 17 нанометров, что сильно меньше, чем длина волны видимого света.
Выводы
Вот такие вот последние новости из мира космоса и нашего Солнца, которые позволяют нам узнавать все больше и больше о том как устроена наша вселенная. Все это маленькие кусочки огромного пазла!
Post Views: 139