Verbazingwekkende prestaties van Parker Solar Probe

[univers]

In 2018 lanceerde NASA de Parker Solar Probe op een ongekende missie om de zon van dichtbij te bestuderen. De missie werd gedefinieerd met drie belangrijke wetenschappelijke doelen:

1.Om de stroom van energie te traceren die de buitenste atmosfeer van de zon verwarmt.
2.Om licht te werpen op de bronnen van de zonnewind, de constante stroom van zonnemateriaal dat van de zon ontsnapt.
3.Om te onderzoeken hoe zonne-energetische deeltjes - die in minder dan een uur de reis van 150 miljoen kilometer naar de aarde kunnen maken - worden getransporteerd en versneld.



Nu, vier jaar na de lancering, heeft de missie officieel voldaan aan haar Mission Success - criteria, waarmee ze een begin heeft gemaakt met het bereiken van deze belangrijke doelen en meer. Terwijl Parker Solar Probe zijn missie voortzet, blijft het records breken en eerste-van-zijn-soort metingen van de zon vastleggen.

Hier zijn de feiten die u moet weten over de historische missie van NASA om de zon aan te raken.

1. Parker Solar Probe was de eerste NASA-missie die genoemd werd naar een levend persoon.
Ter ere van Eugene Parker, de eminente natuurkundige die voor het eerst de zonnewind voorspelde, kondigde NASA in mei 2017 aan dat het de Solar Probe Plus-missie zou hernoemen naar Parker Solar Probe. Parker was persoonlijk getuige van de lancering van het ruimtevaartuig en de ontdekkingen die in de paar jaar van de missie werden gedaan. Hij is overleden op 15 maart 2022, op 94-jarige leeftijd.



2. Het ruimtevaartuig draagt ​​revolutionaire technologie.
De missie werd bedacht in 1958, maar het duurde 60 jaar om de technologie te ontwikkelen om het te laten gebeuren. Ontworpen en gebouwd in het Johns Hopkins Applied Physics Laboratory in Laurel, Maryland, heeft de Parker Solar Probe een hitteschild, autonome "smarts" aan boord om het ruimtevaartuig naar de zon gericht te houden, en een efficiënt koelsysteem.



3. Het is een herhaald recordbreker.
Slechts een paar maanden na de lancering werd de Parker Solar Probe het dichtstbijzijnde door de mens gemaakte object tot de zon, binnen een afstand van 26,55 miljoen mijl (42,72 miljoen kilometer) van het oppervlak van de zon, en werd het snelste door de mens gemaakte object, met snelheden van 153.454 mijl per uur. Sindsdien heeft het herhaaldelijk beide records gebroken en zal het een topsnelheid bereiken van ongeveer 430.000 mijl per uur (700.000 kilometer per uur) terwijl het in 2024 naar binnen 6,2 miljoen kilometer van het oppervlak van de zon vliegt. Bekijk hier in realtime waar de Parker Solar Probe zich bevindt .



4. Parker Solar Probe heeft de zon officieel bemonsterd.
In december 2021 maakte NASA bekend dat Parker Solar Probe zijn belangrijkste doel had bereikt: de eerste metingen doen vanuit de atmosfeer van een ster.



5. Het heeft baanbrekende ontdekkingen gedaan.
Parker Solar Probe heeft vier instrumentsuites en elk wordt nu gecrediteerd met verschillende baanbrekende ontdekkingen. Een klein voorbeeld hiervan wordt hieronder beschreven.

Het onderzoek naar zonnewindelektronen Alfa's en protonen (SWEAP)
Onderzoek waar de zon zonnewind wordt

Toen Parker Solar Probe de zonneatmosfeer binnenging, maakte hij de allereerste oversteek van wat bekend staat als het kritische oppervlak van Alfvén - de grens waar zonnemateriaal dat aan de zon is verankerd, voor het eerst ontsnapt en de zonnewind wordt.

Tot aan deze oversteek wist niemand hoe die grens eruit zou zien. Tijdens de eerste passage die dichtbij genoeg was om de grens te overschrijden, ging Parker Solar Probe verschillende keren de corona in en uit. Dit onthulde belangrijke informatie over de vorm van de grens en onthulde dat het kritieke oppervlak van Alfvén niet de vorm had van een gladde bal. Het heeft eerder pieken en dalen die het oppervlak rimpelen.

Het SWEAP-instrument stelde vast dat de rimpels te wijten waren aan coronale streamers - gigantische pluimen van zonnemateriaal die door de atmosfeer van de zon opstegen. Streamers zijn al lang waargenomen door ruimtevaartuigen die naar de zon kijken in de buurt van de aarde, maar nooit eerder rechtstreeks gemeten. De resultaten geven een nieuwe vorm aan wat we weten over de atmosfeer van de zon en hoe deze verandert in de zonnewind.


De grens die de rand van de corona markeert, is het kritische oppervlak van Alfvén. Binnen dat oppervlak (cirkel links) is plasma verbonden met de zon door golven die heen en weer reizen naar het oppervlak. Daarachter (cirkel rechts) zijn de magnetische velden en zwaartekracht van de zon te zwak om het plasma te bevatten en wordt het de zonnewind, die zo snel door het zonnestelsel raast dat golven in de wind nooit snel genoeg kunnen reizen om terug te keren naar de zon. De resultaten suggereren dat het kritische oppervlak van Alfvén een gerimpelde structuur heeft die is verbonden met gigantische pluimen van zonnemateriaal, coronale streamers genaamd. Credits: NASA/Johns Hopkins APL/Ben Smith
De Wide-Field Imager voor Parker Solar Probe (WISPR)
De eerste tekenen van een stofvrije zone

Stof is zowat overal in ons zonnestelsel: de overblijfselen van botsingen die miljarden jaren geleden planeten, asteroïden, kometen en andere hemellichamen vormden . Bijna een eeuw geleden voorspelde astronoom Henry Norris Russell dat er een gebied rond de zon zou zijn waar stofdeeltjes heet genoeg zouden worden om te sublimeren en zo te verdwijnen, waardoor een stofvrije zone zou ontstaan. Mensen zochten tientallen jaren naar bewijs van de sublimatiezone, maar er was geen enkel consistent bewijs voor het bestaan ​​ervan.

Het WISPR-instrument deed de eerste detectie van stof dat dicht bij de zon opraakt, en observeerde het licht dat door stof werd gereflecteerd dat dimde op ongeveer 19 zonnestralen (8,2 miljoen mijl of 13,2 miljoen kilometer verwijderd van de zon). Modellen van de resultaten suggereren dat er een stofvrije zone zou moeten bestaan ​​vanaf ongeveer 5 zonnestralen (2,2 miljoen mijl of 3,5 miljoen kilometer van de zon).


Parker Solar Probe zag kosmisch stof (hier afgebeeld) - verspreid over ons zonnestelsel - dicht bij de zon beginnen uit te dunnen, wat het idee ondersteunt van een lang getheoretiseerde stofvrije zone nabij de zon. Credits: NASA's Goddard Space Flight Center/Scott Wiessinger
FIELDS
De magnetische omkeringen van de zon opsporen

Toen Parker Solar Probe de eerste waarnemingen van zijn reis naar de zon terugstuurde, ontdekten wetenschappers dat hun magnetische veldmetingen waren verrijkt met wat bekend werd als haarspeldbochten: snelle omkeringen in het magnetische veld van de zon die van richting veranderden als een zigzaggende bergweg.

FIELDS heeft sindsdien geholpen hun oorsprong te verfijnen. Tijdens Parker Solar Probe's 6e vlucht langs de zon, onthulden FIELDS-gegevens dat de haarspeldbochten uitgelijnd waren met magnetische "trechters" in het zonneoppervlak. Deze trechters komen tevoorschijn tussen structuren die supergranules worden genoemd - gigantische bellen op de zon waarin heet plasma uit het binnenste van de zon opstijgt, zich over het oppervlak verspreidt, afkoelt en vervolgens weer naar beneden zinkt. De magnetische geometrie van deze gebieden suggereert dat magnetische herverbinding de zonnewind aandrijft.

Hoewel de nieuwe bevindingen lokaliseren waar switchbacks worden gemaakt, is de vraag hoe ze worden gevormd nog steeds een kwestie van actief onderzoek.


Gegevens van Parker Solar Probe hebben de oorsprong van haarspeldbochten - magnetische zigzagstructuren in de zonnewind - teruggevoerd naar het zonneoppervlak. Aan de oppervlakte komen magnetische trechters uit de fotosfeer tussen convectiecelstructuren die supergranules worden genoemd. Switchbacks vormen zich in de trechters en stijgen op in de corona en worden naar buiten geduwd op de zonnewind. Krediet: NASA GSFC/CIL/Jonathan North.

The Integrated Science Investigation of the Sun (ISʘIS) Herschrijven van
het boek over zonne-energetische deeltjes

ISʘIS, uitgesproken als "ee-sis" en inclusief het symbool voor de zon in zijn acroniem, meet zonne-energetische deeltjes, de meest energetische deeltjes die aan de zon ontsnappen. Gemeten in de buurt van de aarde, zijn zonne-energetische deeltjesgebeurtenissen relatief zeldzaam en moeilijk te voorspellen. Maar door SEP's dicht bij de zon te detecteren, heeft ISʘIS zo ongeveer alles veranderd wat we weten over deze snelle deeltjes. ISʘIS heeft ontdekt dat SEP's veel vaker voorkomen dan verwacht, dat ze een breder scala aan soorten deeltjes bevatten dan verwacht, en dat hun paden vanaf de zon niet zo direct zijn als eerder werd gedacht - ze kunnen worden verstoord door de haarspeldbochten die door velden worden gedetecteerd en kan soms een pad volgen dat twee keer zo lang is als verwacht. Door deze gebeurtenissen zo dicht bij de zon te meten, detecteert ISʘIS gebeurtenissen die zo klein zijn dat alle sporen ervan verloren gaan voordat ze de aarde bereiken.


Detectie van energetische deeltjes tijdens de eerste 10 banen of Parker Solar Probe door het Integrated Science Investigation of the Sun (ISʘIS) instrument. Credits: NASA/Princeton/David McComas, Jamie Rankin, Mitchell Shen, Jamey Szalay
…En de resultaten blijven komen.

Elke nieuwe dataset verlegt de grenzen van de ruimtewetenschap - en het gaat niet alleen om de zon. Parker Solar Probe heeft ook kometen bestudeerd , radio-emissies van de atmosfeer van Venus gedetecteerd en zelfs de allereerste beelden van het oppervlak van Venus in zichtbare golflengten vastgelegd .

Met de dichtstbijzijnde doorgang van de zon nog voor de boeg in 2024, zal alleen de tijd uitwijzen welke nieuwe ontdekkingen te wachten staan.

https://blogs.nasa.gov/parkersolarprobe ... lar-probe/