Dans le contexte des nouvelles quotidiennes sur la façon dont une autre société spatiale privée a lancé sa première (deuxième, troisième, etc.) fusée, a transporté des marchandises vers l'ISS, se prépare à ouvrir la saison du tourisme spatial et envisage également de coloniser les planètes voisines les plus proches, des nouvelles des grandes agences spatiales d'État commencent à se perdre. En attendant, nous rappelons que l'agence aérospatiale de la NASA a lancé une mission très ambitieuse d'exploration du Soleil.
Le 12 août 2018, une fusée Delta IV Heavy a été lancée depuis la base de l'US Air Force à Cap Canaveral en Floride. La cargaison est une sonde solaire "Parker", dont la tâche est de surmonter près de 150 millions de kilomètres d'espace extra-atmosphérique et de rendez-vous avec le Soleil. Parker devra s'approcher aussi près de l'étoile qu'aucun vaisseau spatial ne l'a jamais réussi. Sur le chemin du Soleil, la sonde effectuera plusieurs manœuvres gravitationnelles autour de Vénus, devenant, selon les prévisions de la NASA, l'objet artificiel le plus rapide de l'espace. Aujourd'hui, nous allons parler des 10 faits les plus intéressants liés à cette mission.
Touche le soleil
La sonde solaire Parker est chargée d'une mission qu'aucun vaisseau spatial artificiel n'aurait pu accomplir auparavant. Il étudiera l'atmosphère extérieure du Soleil. La soi-disant couronne. Pour ce faire, il s'approchera de l'étoile à une distance de 6,2 millions de kilomètres, en fait, "touchant" la couche externe de son atmosphère. L'appareil ne traitera pas seulement de résoudre les mystères de l'étoile, mais ajoutera également à nos connaissances sur la façon dont le Soleil affecte la magnétosphère de notre planète. L'importance de cette mission ne peut guère être surestimée, car les technologies se généralisent de plus en plus, qui d'une manière ou d'une autre sont influencées par l'activité de notre Luminaire. Il est possible que cette mission augmente notre capacité à étudier le système solaire dans son ensemble.
50 ans de préparation
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Le lancement de la sonde en août 2018 a été l'aboutissement de plus de 50 ans de développement et de planification pour cette mission spatiale. La communauté scientifique a découvert que la température de la couronne solaire pouvait atteindre un million de degrés Celsius dans les années 40 du siècle dernier. La confirmation de l'existence du vent dit solaire (particules de plasma ionisées hautement chargées éjectées par la couronne) a eu lieu dans les années 60. Cependant, les scientifiques ne peuvent toujours pas comprendre pourquoi la température de la couronne solaire est beaucoup plus élevée que la température de la surface de l'étoile. De plus, on ne sait pas exactement ce qui accélère exactement les particules du vent solaire. Les réponses à ces questions ne peuvent être obtenues que par contact direct avec la couronne solaire, disent les chercheurs.
L'idée de mener une telle étude a été proposée pour la première fois en 1958. Depuis lors, plusieurs engins spatiaux se sont approchés du Soleil, mais aucun d'entre eux ne s'est approché de l'étoile d'aussi près que prévu pour la sonde solaire Parker.
Le premier vaisseau spatial de la NASA porte le nom d'une personne vivante
L'agence aérospatiale de la NASA a donné à son vaisseau spatial une variété de noms, mais aucun d'entre eux n'a été nommé d'après une personne encore vivante. La sonde solaire Parker porte le nom de l'astrophysicien Eugene Parker, qui a prédit l'existence du vent solaire en 1958.
Dans les années 1950, Parker a développé une théorie complexe sur la manière dont les étoiles abandonnent leur énergie. Il a introduit le concept de «vent solaire» pour décrire les émissions en cascade d'énergie du Soleil et a même proposé une théorie expliquant la raison de la température plus élevée de la couronne solaire par rapport à la surface de l'étoile. De plus, l'astrophysicien a considéré un modèle de l'atmosphère externe du Soleil avec un écoulement constant de matière de la couronne et a montré que la vitesse du vent solaire augmente avec la distance du Soleil, atteignant des valeurs supersoniques. Le scientifique a également analysé l'effet de la couronne en expansion sur le champ magnétique à proximité du Soleil et a constaté que le champ doit être en spirale en raison de la rotation du Soleil. Ses conclusions sur la vitesse du vent solaire et la structure en spirale du champ magnétique solaire ont ensuite été confirmées à l'aide d'un engin spatial. Parker a maintenant 91 ans. Malgré son âge, le 12 août, le jour du lancement de la sonde, l'astrophysicien était présent au complexe de lancement.
vent ensoleillé
Les principaux objectifs scientifiques de la mission seront généralement centrés sur les secrets liés au vent solaire. Les rafales générées à l'intérieur de la couronne peuvent atteindre des vitesses de 1,6 million de kilomètres à l'heure. Les scientifiques de la NASA espèrent comprendre pourquoi la couronne solaire est si chaude et ce qui accélère exactement le vent solaire. On ne peut pas comprendre ces choses sans trouver les mécanismes responsables de ces processus près de la source.
Le soleil est très difficile à atteindre
En fait, aller au Soleil nécessite 55 fois plus d'énergie que d'aller sur Mars. Premièrement, la distance entre la Terre et notre étoile est d'environ 150 millions de kilomètres. Mais la distance n'est pas le seul problème ici. Le problème principal ici est la vitesse dite latérale, c'est-à-dire la vitesse par rapport au vecteur de mouvement souhaité.
Pour comprendre le principe de la vitesse latérale, il est nécessaire de comprendre comment les corps se déplacent sur des orbites. En fait, tous les objets sur l'orbite du Soleil tombent sur l'étoile à l'infini. Cependant, la vitesse latérale ne leur permet pas de tomber, puisqu'ils dépassent en fait le corps sur lequel ils tombent. La Terre se déplace autour du Soleil à une vitesse de 108 000 kilomètres par heure. En conséquence, lorsque le vaisseau spatial quittera l'orbite terrestre, il avancera dans l'espace et commencera à tomber sur le Soleil, mais il manquera constamment, car son indicateur de vitesse latérale sera préservé. Pour atteindre l'étoile, l'appareil doit simplement tomber.
Pour résoudre le problème de la vitesse latérale, la NASA prévoit d'utiliser des manœuvres d'assistance par gravité autour de Vénus. Ils permettront d'éteindre presque complètement cet indicateur, mais en même temps ils augmenteront la vitesse maximale de déplacement de la sonde solaire Parker, qui à son apogée peut atteindre 200 kilomètres par seconde.
Manœuvres gravitationnelles autour de Vénus
Pour se rapprocher le plus possible du Soleil, la sonde solaire Parker devra effectuer plusieurs manœuvres d'assistance gravimétrique autour de Vénus au cours des 7 prochaines années.
Après le premier survol de Vénus, la sonde entrera sur une orbite elliptique avec une période de 150 jours (2/3 de la période de Vénus), faisant 3 orbites lorsque Vénus fait 2. Après le second survol, la période diminuera à 130 jours. En moins de 2 orbites (198 jours), le vaisseau spatial rencontrera Vénus pour la troisième fois. Cela réduira la période à la moitié de celle de Vénus (112,5 jours). Pour la quatrième réunion, la période sera déjà de 102 jours. Après 237 jours, la sonde rencontrera Vénus pour la cinquième fois, et la période de rotation sera réduite à 96 jours (3/7 de Vénus). L'appareil en ce moment fera déjà 7 révolutions, alors que Vénus n'en fera que 3. La sixième rencontre aura lieu près de deux ans après la précédente et raccourcira la période à 92 jours (2/5 du Vénusien). Après cinq autres révolutions autour du Soleil, la sonde rencontrera Vénus pour la septième et dernière fois, ce qui réduira la période à 88-89 jours.vous permettant de vous rapprocher encore plus du soleil.
Le vaisseau spatial le plus rapide de l'histoire humaine
Grâce à plusieurs manœuvres d'assistance gravitationnelle autour de Vénus, le vaisseau spatial pourra finalement atteindre des vitesses de 692 000 kilomètres par heure, plus rapidement que n'importe quelle autre sonde spatiale construite par l'homme.
À ce stade, le vaisseau spatial le plus rapide est la sonde "Juno", conçue pour étudier Jupiter. Sa vitesse actuelle est d'environ 266 mille kilomètres par heure. La vitesse du vaisseau spatial Voyager 1, lancé pour conquérir l'espace interstellaire à la fin des années 1970 et quittant le système solaire 35 ans plus tard, est d'environ 61 000 kilomètres à l'heure. La vitesse maximale de la sonde solaire Parker va plus que doubler celle de Juno et 11 fois celle de Voyager 1.
Bouclier thermique
L'écran thermique de la sonde est tout aussi impressionnant que sa vitesse maximale. La taille du bouclier solaire situé à l'avant de l'appareil est de 2,4 mètres de diamètre. Il est conçu pour refléter la chaleur extrême de l'équipement scientifique de la sonde. L'écran mesure 11,5 centimètres d'épaisseur. Il se compose de mousse composite de carbone prise en sandwich entre deux plaques de carbone. La plaque frontale face au soleil est recouverte d'une peinture céramique blanche spéciale qui réfléchit la chaleur le plus efficacement possible. Les matériaux utilisés rendaient le bouclier assez léger. Son poids n'est que de 73 kilogrammes.
Dans l'espace, la température peut être de plusieurs milliers de degrés, mais un objet particulier ne chauffe pas car la température est déterminée par la vitesse des particules, alors que la chaleur est mesurée par la quantité totale d'énergie qu'elles transportent. Les particules peuvent se déplacer rapidement (température élevée), mais s'il y en a peu, alors il y aura peu d'énergie (peu de chaleur). Il y a peu de particules dans l'espace, donc peu d'entre elles sont capables de transférer de l'énergie vers l'appareil.
Le vaisseau spatial le plus autonome
Une explication de l'efficacité du bouclier thermique réside dans le logiciel très «intelligent» qui contrôle l'engin spatial. Lorsque la sonde est proche du Soleil, la connexion entre celle-ci et la Terre sera interrompue unilatéralement toutes les 8 minutes. Pendant ce temps, la sonde pourra effectuer indépendamment les réglages nécessaires en seulement 10 secondes.
Les créateurs de la sonde ont introduit dans son logiciel absolument tous les scénarios possibles de développement d'événements qu'ils pouvaient imaginer, de sorte que l'appareil soit capable de modifier indépendamment l'angle d'inclinaison et de rotation de l'écran de protection si nécessaire.
Nicola Fox, un associé de recherche pour le Parker Solar Probe Project, qualifie l'engin de «vaisseau spatial le plus autonome jamais construit par l'homme».
Cargaison unique
En mars de cette année, la NASA a invité le public à prendre part à une action dans laquelle les noms de centaines de milliers de participants seront placés sur une plaque commémorative et envoyés au Soleil avec une sonde. L'un des participants était William Shatner, l'acteur qui a joué le rôle du capitaine Kirk dans l'épopée Star Trek. Au total, plus de 1,1 million de personnes ont demandé à la NASA d'ajouter leur nom sur la plaque signalétique.
«C'est peut-être l'une des missions de renseignement les plus ambitieuses et les plus extrêmes de l'histoire de l'humanité. En outre, le vaisseau spatial portera autant de noms de personnes qu'il soutiendra la mission », a déclaré le chercheur du programme Nicola Fox.
Nikolay Khizhnyak
