Úvodní strana  >  Články  >  Kosmonautika  >  Parker Solar Probe: Dotknout se Slunce

Parker Solar Probe: Dotknout se Slunce

Sonda Parker Solar Probe na pozadí bouřícího Slunce
Autor: NASA

V neděli 12. srpna 2018 odstartovala silná americká raketa Delta IV-Heavy s urychlovacím stupněm Star 48BV. Vstříc Slunci vynesla sondu NASA s názvem Parker Solar Probe. Je to vůbec poprvé, co NASA pojmenovala svoji sondu po žijícím člověku. Úkolem sondy je výzkum naší denní hvězdy z minimální vzdálenosti šesti milionů kilometrů. Mise je naplánována celkem na 24 průletů kolem Slunce: ty první budou ve větších vzdálenostech a sonda se bude ke Slunci postupně přibližovat. Výzkum je součástí programu NASA s názvem „Život s hvězdou“.

Projekt byl schválen v roce 2009, se startem tehdy NASA počítala v roce 2015. Původně byla sonda k detailnímu výzkumu Slunce připravována pod názvem Solar Probe+. V roce 2017 byla přejmenována na Parker Solar Probe na počest astrofyzika jménem Eugene Parker, emeritního profesora na University of Chicago, který se v roce 2017 dožil 90 let. Jako začínající profesor na Institutu Enrica Fermiho vydal v roce 1958 článek popisující existenci částic, které velkou rychlostí neustále opouštějí Slunce a které ovlivňují planety. Ve svém profesním životě se především zabýval teorií slunečního větru a magnetických polí ve vesmíru.

Vzhledem k tomu, že se sonda bude pohybovat po celou dobu jen v malé vzdálenosti od Slunce, postačí k jejímu zásobování elektrickou energií pouze malé panely slunečních baterií o celkové ploše 1,55 metrů čtverečních. K odvádění přebytečného tepla bude vybavena radiátorem o ploše 4 metry čtvereční.

Startovní okno pro vypuštění sondy se otevíralo v období od 31. 7. do 23. 8. 2018. Vzhledem k tomu, že technici potřebovali dodatečný čas na kontrolu sondy, její start se uskutečnil až 12. srpna. Cesta automatu ke Slunci zahrnuje sedm průletů kolem Venuše a postupně se v průběhu necelých sedmi let bude přibližovat ke svému cíli. Jedná se o opravdovou výzkumnou misi: Ke Slunci se přiblíží tak blízko, že bude schopná studovat částice slunečního větru urychlované z podzvukové na nadzvukovou rychlost a bude prolétávat skrz oblasti zrodu částic o nejvyšších energiích. Předpokládá se však, že může vygenerovat mnohem více otázek než odpovědí týkajících se sluneční fyziky.

Během závěrečných tří oběhů sonda prolétne ve vzdálenosti pouhých 9 poloměrů Slunce (tj. asi 6,2 milionu km) od jeho povrchu. To je asi 8× blíže, než je současný rekord sluneční sondy Helios z roku 1976. V okamžiku největšího přiblížení se bude sonda pohybovat rychlostí 200 km/s, tj. 7× rychleji než obíhá Země – orbitální mechanika je v tomto směru neúprosná. Sonda se při hledání odpovědí na vědecké otázky ponoří přímo do sluneční koróny, kde bude vystavena silnému záření – poněkud nadneseně můžeme říci, že se téměř „dotkne“ Slunce. Aby nebyla poškozena, musí být chráněna speciálním tepelným štítem o tloušťce 11,43 cm, který bude odolávat předpokládané teplotě až 1 377 °C. Vědecké přístroje se však budou nacházet v prostředí s pokojovou teplotou.

Slunce je zdrojem světla a tepla pro život na Zemi. Vědci chtějí porozumět tomu, jak funguje, proč a jak se mění a jak tyto změny ovlivňují život na Zemi. Slunce je mj. zdrojem slunečního větru – proudu částic, které se šíří kolem Země rychlostí zhruba 450 km/s. Poruchy ve slunečním větru ovlivňují zemské magnetické pole a dodávají energii radiačním pásům naší planety.

Vědecké vybavení sondy

Vědecké vybavení sondy představují 4 hlavní přístroje:

Přístrojové vybavení sondy Parker Solar Probe Autor: NASA
Přístrojové vybavení sondy Parker Solar Probe
Autor: NASA
Solar Wind Electrons Alphas and Protons (SWEAP) – cílem tohoto experimentu je odběr vzorků sluneční atmosféry při každém přiblížení ke Slunci. U elektronů, protonů a iontů hélia, což jsou hlavní částice koróny a slunečního větru, bude detailně měřit jejich rychlost, hustotu a teplotu.

Fields Experiment (FIELDS) bude přímo měřit elektrická a magnetická pole v okolí sondy, rádiovou emisi a rázové vlny, které se šíří skrz sluneční atmosférickou plazmu. Experiment rovněž poslouží jako obří detektor registrující elektrické napětí, když částečka kosmického prachu narazí do antény na povrchu sondy.

Wide-field Imager for Solar Probe (WISPR) je jediná kamera na palubě, která bude pořizovat 3-D snímky sluneční koróny, sledovat sluneční vítr, poskytovat 3-D snímky oblaků nabitých částic o vysokých energiích a registrovat elektrické impulsy v blízkosti sondy.

Integrated Science Investigation of the Sun (ISʘIS) – tento výzkum se zaměří na pozorování energetických elektronů, protonů a těžkých iontů, které jsou urychlovány na vysoké energie (desítky keV až stovky MeV) ve sluneční atmosféře a na zjišťování jejich vztahu ke slunečnímu větru a koronálním strukturám.

Proč zkoumat Slunce?

Podle názoru vědců nemohou běžné termodynamické procesy vysvětlit současné chování Slunce. Ohřev vyšších vrstev atmosféry nejspíš budou mít na svědomí procesy v magnetických polích. Bez magnetického pole by Slunce zřejmě nemělo tak rozsáhlou a dynamickou atmosféru. Přestože je Slunce již několik staletí terčem podrobného průzkumu – nejprve pouhým okem, později řadou pozemních dalekohledů, a nakonec i prostřednictvím kosmických observatoří na oběžné dráze kolem Země či kolem Slunce – nově vypuštěné sluneční sonda by měla odpovědět na některé otázky, které se vědci zatím marně snažili rozluštit.

Sonda nám pomůže porozumět rozhodujícím souvislostem ve vztazích mezi Sluncem a Zemí – musíme si uvědomit, že ve skutečnosti žijeme v atmosféře Slunce (v jeho koróně). Získaná data budou klíčová k pochopení kosmického počasí, a snad i k jeho předpovědím. Sluneční koróna není stabilní; vytváří sluneční vítr, erupce a výrony koronální hmoty – a vědci chtějí zjistit původ těchto procesů. Miliony tun zmagnetizované hmoty mohou být vyvrženy ze Slunce rychlostí několika milionů km/h a zasáhnout Zemi. Zatím vědci stále neznají odpovědi na otázky, proč je sluneční koróna mnohem teplejší než povrch Slunce (tzv. fotosféra) a jaké procesy urychlují částice slunečního větru.

Fyzika koróny a vnitřní heliosféry propojuje sluneční aktivitu s prostředím a technologickou infrastrukturou na Zemi. Činnost Slunce ovlivňuje základní vlastnosti polárních září a magnetosféry Země i dalších planet. Výzkum pomůže zdokonalit telekomunikační družice, kapacitu elektrických rozvodných sítí a dálkových potrubí, ochranu cestujících před vystavením radiaci v letadlech či spolehlivost kosmických prostředků. Dosud nejsme schopni předpovídat změny kosmického počasí, které mohou ve svém důsledku způsobit na Zemi nejrůznější katastrofy. V současnosti je Slunce docela „klidné“, avšak víme, že v minulosti došlo na jeho povrchu k mimořádně silným explozím.

Čip se jmény

Virtuální letenka se jménem na palubě sondy Parker Solar Probe Autor: NASA
Virtuální letenka se jménem na palubě sondy Parker Solar Probe
Autor: NASA
Kromě astronoma jménem Eugene Newman Parker v názvu sondy jsou na její palubě i jména velkého počtu pozemšťanů. NASA již tradičně vyzvala zájemce, aby se přihlásili o virtuální letenku a na palubě sondy poslali své jméno ke Slunci. Mohli tak učinit od 6. 3. do 27. 4. 2018. Na palubě sondy Solar Parker Probe se nakonec vydalo vstříc cílovému tělesu celkem 1 137 202 jmen. Čip obsahující jména byl na sondu nainstalován před jejím startem. Do projektu se zapojil i autor článku.

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] parkersolarprobe.jhuapl.edu

Převzato: Hvězdárna Valašské Meziříčí



O autorovi

František Martinek

František Martinek

Narodil se v roce 1952. Na základní škole se začal zajímat o kosmonautiku, později i o astronomii. V roce 1978 nastoupil na Hvězdárnu Valašské Meziříčí na pozici odborného pracovníka, kde v různých funkcích pracoval až do konce února 2014. Věnoval se především popularizační a vzdělávací činnosti. Od roku 2003 publikuje krátké články o novinkách v astronomii a kosmonautice na stránkách www.astro.cz. I po odchodu do důchodu spolupracuje s valašskomeziříčskou hvězdárnou a podílí se na přípravě obsahu stránek www.astrovm.cz. Ve volném čase se věnuje rekreační turistice.

Štítky: NASA, Výzkum Slunce, Parker Solar Probe


43. vesmírný týden 2019

43. vesmírný týden 2019

Přehled událostí na obloze od 21. 10. do 27. 10. 2019. V neděli se vrací Středoevropský čas. Měsíc mění fázi od poslední čtvrti k novu. Večer je nízko nad jihozápadem Jupiter a u jihu Saturn a na ranní obloze se pomalu objeví Mars. Aktivita Slunce je rekordně nízká. Proběhl první čistě ženský výstup do volného kosmu z paluby ISS. Před 50 lety se narodil čínský amatérský astronom, který je spoluobjevitelem komety Ikeya-Zhang, jež nás potěšila na jaře 2002.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

Corona Australis

Titul Česká astrofotografie měsíce za srpen 2019 obdržel snímek „Corona Australis“, jehož autorem je Pavel Pech   Corona Australis, tedy souhvězdí Jižní Koruna. Jméno jak ze starověkého atlasu nebes. A ono téměř ano. Historie jména tohoto poměrně nevýrazného souhvězdí je opravdu

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

Denný tranzit ISS

Prelet ISS popred Mesiac.

Další informace »