Parker Solar Probe: Missione NASA verso il Sole

Il 6 agosto 2018, la NASA lancerà nello spazio la Parker Solar Probe. Studierà il Sole più da vicino di quanto qualsiasi altro oggetto creato dall’uomo sia mai riuscito.

Parker Solar Probe sonda spaziale della NASA che studierà il sole

Parker Solar Probe

Missione NASA: Lancio della sonda Parker Solar Probe

Il 20 luglio 2018, Nicky Fox, scienziato del progetto Parker Solar Probe presso l’Applied Physics Lab della Johns Hopkins University a Laurel, nel Maryland, e Alex Young, direttore associato per la scienza presso la Divisione di eliofisica(1) presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt in Maryland, hanno specificato gli obiettivi scientifici della Parker Solar Probe e la sua tecnologia.

La Parker Solar Probe sorvolerà entro pochi milioni di chilometri la superficie del sole, affrontando il calore e le radiazioni come nessun altro veicolo spaziale ha fatto prima. Lanciato nel 2018, la Parker Solar Probe fornirà nuovi dati sull’attività solare. Fornirà contributi fondamentali alla nostra capacità di prevedere eventi meteorologici importanti che incidono sulla vita del nostro pianeta Terra.

Parker Solar Probe: Il sole

Il nostro sole è molto più complesso di quanto sembri. Piuttosto che stabile e immutabile come sembra agli occhi umani, il Sole è una stella dinamica e magneticamente attiva. L’atmosfera del Sole invia costantemente materiale magnetizzato verso l’esterno, avvolgendo il nostro sistema solare ben oltre l’orbita di Plutone. Bobine di energia magnetica possono esplodere con radiazioni di luce e di particelle che viaggiano attraverso lo spazio e creano interruzioni temporanee nella nostra atmosfera. A volte, alterando i segnali radio e di comunicazione vicino alla Terra. L’influenza dell’attività solare sulla Terra e su altri mondi è nota collettivamente come meteorologia spaziale ed è la chiave per comprenderne le origini del Sole stesso.

Nicky Fox afferma: “Anche se il vento solare è invisibile, possiamo vederlo circondare i poli con l’aurora boreale, che è bellissimo. Rivela l’enorme quantità di energia e particelle che si riversano nella nostra atmosfera. Non abbiamo una perfetta comprensione dei meccanismi che guidano quel vento verso di noi, ed è quello che stiamo cercando scoprire.

Le domande che si pongono gli scienziati sul Sole

Ecco dove entra in gioco la sonda solare Parker. La navicella porta una gamma di strumenti per studiare il Sole sia da remoto che direttamente. I dati di questi strumenti dovrebbero aiutare gli scienziati a rispondere a tre domande fondamentali sulla nostra stella. Una di queste domande è il mistero dell’accelerazione del vento solare, il costante deflusso del sole. Sebbene in gran parte comprendiamo le origini del vento solare sul Sole, sappiamo che c’è un punto ancora inosservato in cui il vento solare viene accelerato a velocità supersonica.

Il sole verrà studiato dalla sonda spaziale della NASA

Il sole

I dati mostrano che questi cambiamenti avvengono nella corona, una regione dell’atmosfera del Sole. Gli scienziati pianificano di utilizzare le misure remote della Parker Solar Probe per far luce su come ciò accada. Seconda domanda, gli scienziati sperano di apprendere il segreto delle temperature enormemente elevate della corona. Non comprendiamo appieno, perché la corona sia centinaia di volte più calda, con punte fino a diversi milioni di gradi. Ciò è controintuitivo, poiché l’energia del Sole viene prodotta dal suo nucleo.

Energia del sole, la stella che verrà studiata dalla sonda spaziale della NASA ad Agosto 2018

Energia del sole

È un po ‘come se ti fossi allontanato da un falò e improvvisamente diventasse molto più caldo. Infine, gli strumenti della Parker Solar Probe dovrebbero rivelare i meccanismi dell’accelerazione delle particelle energetiche solari, che possono raggiungere velocità più della metà della velocità della luce mentre si allontanano dal sole. Tali particelle possono interferire con l’elettronica satellitare, specialmente per i satelliti al di fuori del campo magnetico terrestre.

Per rispondere a queste domande, Parker Solar Probe utilizza quattro suite di strumenti:

  1. La suite FIELDS, guidata dall’Università della California, misura i campi elettrici e magnetici. FIELDS cattura le onde e le turbolenze nell’eliosfera interna con un’alta risoluzione temporale per comprendere i campi associati alle onde, allo shock e alla riconnessione magnetica, un processo attraverso il quale le linee del campo magnetico si allineano in modo esplosivo.

  2. Lo strumento WISPR, abbreviazione di Wide-Field Imager per Parker Solar Probe, è l’unico strumento di imaging a bordo del veicolo spaziale. WISPR ricava immagini da strutture come le espulsioni di massa coronale, o CME, per aiutare a capire ciò che accade nella struttura coronale su larga scala con misure fisiche dettagliate che vengono catturate direttamente nell’ambiente vicino a Sole. Il WISPR è guidato dal Naval Research Laboratory di Washington, DC.

  3. Un’altra suite, chiamata SWEAP (abbreviazione di Solar Wind Electron Alpha e Proton Investigation), utilizza due strumenti complementari per raccogliere dati. La suite di strumenti SWEAP conta le particelle più abbondanti nel vento solare, elettroni, protoni e ioni di elio. Misura tali proprietà come velocità, densità e temperatura per migliorare la nostra comprensione del vento solare e del plasma coronale. SWEAP è guidato dall’Università del Michigan, dall’Università della California, Berkeley e dallo Smithsonian Astrophysical Observatory di Cambridge, nel Massachusetts.

  4. Suite ISʘIS è l’abbreviazione di Integrated Science Investigation of the Sun. Misura le particelle attraverso una vasta gamma di energie. Misurando elettroni, protoni e ioni, l’ISʘIS capirà i cicli di vita delle particelle, da dove sono venute, come sono state accelerate e come si spostano dal Sole attraverso lo spazio interplanetario. ISʘIS è guidato dalla Princeton University nel New Jersey.

Tecnologia della Parker Solar Probe

Con l’alba dell’Era Spaziale, l’umanità fu introdotta nella piena dimensione della potente influenza del Sole sul sistema solare. Nel 1958, il fisico Eugene Parker pubblicò un innovativo documento scientifico che teorizzava l’esistenza del vento solare. La missione è ora intitolata a lui, ed è la prima missione della NASA ad essere intitolata a una persona vivente. Solo negli ultimi decenni la tecnologia è arrivata ad essere abbastanza avanzata da rendere la sonda Parker Solar una realtà. La chiave del viaggio della navicella spaziale è rappresentata da tre importanti innovazioni: lo scudo termico all’avanguardia, il sistema di raffreddamento e il sistema avanzato di gestione degli errori.

Il sistema di protezione termica (lo scudo termico) è una delle tecnologie abilitanti di questo veicolo spaziale“, ha affermato Andy Driesman, project manager della Parker Solar Probe presso il laboratorio di fisica applicata Johns Hopkins. “Permette al veicolo spaziale di funzionare a temperatura ambiente“.

Sistema di raffreddamento e gestione dei guasti

Altre innovazioni tecnologiche sono il sistema di raffreddamento e i sistemi di gestione dei guasti a bordo. Il sistema di raffreddamento del campo solare consente di produrre energia sotto l’intenso carico termico del Sole e il sistema di gestione dei guasti protegge il veicolo spaziale durante i lunghi periodi di tempo in cui la navicella non può comunicare con la Terra. Se rileva un problema, la sonda solare Parker si correggerà automaticamente e indicherà che i suoi strumenti scientifici rimangono freschi e funzionanti durante i lunghi periodi in cui la sonda non è a contatto con la Terra.

Il lancio della Parker Solar Probe

Sebbene Delta IV Heavy sia uno dei razzi più potenti al mondo, la Parker Solar Probe è relativamente piccola, delle dimensioni di una piccola automobile. Ma ciò di cui la Parker Solar Probe ha bisogno è l’energia. Raggiungere il Sole richiede molte energie al momento del lancio per raggiungere la sua orbita attorno al Sole. Questo perché qualsiasi oggetto lanciato dalla Terra inizia a viaggiare intorno al Sole alla stessa velocità della Terra. Quindi, un oggetto deve viaggiare incredibilmente veloce per neutralizzare quel momento, cambiare direzione e avvicinarsi al Sole.

L’energia di lancio per raggiungere il Sole è 55 volte quella richiesta per arrivare su Marte, e due volte quella necessaria per arrivare su Plutone“, ha detto Yanping Guo del Johns Hopkins Applied Physics Laboratory, che ha progettato la traiettoria della missione. “Durante l’estate, la Terra e gli altri pianeti nel nostro sistema solare sono nell’allineamento più favorevole per permetterci di avvicinarci al Sole.

La Parker Solar Probe sarà in missione per sette anni. “Studiando la nostra stella, possiamo imparare non solo di più sul Sole“, ha affermato Thomas Zurbuchen, amministratore associato per la Direzione della missione scientifica presso il quartier generale della NASA. “Possiamo anche imparare di più su tutte le altre stelle in tutta la galassia, l’universo e persino gli inizi della vita.

Programma spaziale

Parker Solar Probe fa parte del programma Living with a Star della NASA, o LWS, per esplorare aspetti del sistema solare che influenzano direttamente la vita e la società. LWS è gestito dal Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland, per la Divisione Eliofisica della Direzione della missione scientifica della NASA a Washington. Johns Hopkins APL gestisce la missione Parker Solar Probe per la NASA. APL ha progettato e costruito il veicolo spaziale.

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1.Eliofisica: Lo studio del Sole e il suo impatto sui pianeti del Sistema Solare.