Gebeden, offers, zonnebaden - je zou kunnen zeggen dat mensen de zon sinds onheuglijke tijden aanbidden. En dit is niet verwonderlijk. Het is slechts 150 miljoen kilometer verwijderd - dichtbij genoeg om door zijn licht, warmte en energie de hele mensheid te ondersteunen. Maar ondanks het feit dat onze thuisster lange tijd met telescopen is bestudeerd, weten we er niet veel van. Daarom heeft NASA onlangs plannen aangekondigd om in 2018 een revolutionaire sonde te lanceren om letterlijk het licht te raken. De missie die oorspronkelijk Solar Probe Plus heette, is nu van naam veranderd in Parker Solar Probe. De sonde kreeg een nieuwe naam ter ere van de natuurkundige Eugene Parker, die belangrijk werk verrichtte aan de zonnewind: de stroom geladen deeltjes die de zon verlaat.
Er waren veel zonverkenningsmissies. In 1976 naderde het ruimtevaartuig Helios-2 een zone op 43 miljoen kilometer van de atmosfeer van de zon. De Parker-sonde van $ 1,5 miljard zal maar liefst 6 miljoen kilometer naar het oppervlak van de zon komen - negen keer dichterbij dan enig ruimtevaartuig ervoor. Dit zal voor ons een nieuw tijdperk openen om de zon te begrijpen, omdat sensoren de verschijnselen die zich op de zon voordoen, kunnen registreren en analyseren.
Hoewel de vlieghoogte van de missie veilig lijkt - het is tenslotte miljoenen kilometers - zal de enorme energie van de zon de waardevolle lading van de sonde genadeloos bombarderen. De 11,5 cm dikke behuizing van carboncomposiet, vergelijkbaar met die van moderne Formule 1-auto's, beschermt gevoelige apparatuur. Dit is nodig omdat de temperatuur oploopt tot 1400 graden en hoger.
Bij zulke hoge temperaturen zullen de zonnepanelen die het ruimtevaartuig aandrijven worden verwijderd. Deze manoeuvre houdt gereedschappen en voedingen dichtbij kamertemperatuur in de schaduw van de koolstofcomposiet schilden. Bovendien zal het ruimtevaartuig straling 475 keer intenser ervaren dan in de baan om de aarde.
Eventuele fouten in de geplande trajecten van het ruimtevaartuig zullen ervoor zorgen dat de sonde dieper in de atmosfeer van de zon duikt, waar enkele miljoenen graden erop wachten. Dit zal natuurlijk de sonde onmiddellijk vernietigen.
Zonne-wetenschap
Promotie video:
Wat kunnen we leren van deze riskante missie? De dynamische activiteit die wordt veroorzaakt door geladen deeltjes en straling die door de zon wordt uitgezonden wanneer ze met de aarde in botsing komen, wordt zonneweer genoemd. De gevolgen van zonnig weer kunnen rampzalig zijn, waaronder het verlies van satellietcommunicatie, veranderingen in de baan van ruimtevaartuigen nabij de aarde en schade aan wereldwijde elektriciteitsnetten. Belangrijker nog: het risico bestaat dat astronauten worden blootgesteld aan krachtige ioniserende straling.
De verwoestende kosten van dergelijke gewelddadige elektromagnetische stormen worden geschat op 2 biljoen dollar en het ruimteweer is officieel genoteerd in het National Risk Register van het VK.
De nieuwe zonnesonde kan een revolutie teweegbrengen in ons begrip van de omstandigheden die de zonne-atmosfeer nodig heeft om krachtige windstoten van ruimteweer te genereren door magnetische velden, plasmadichtheid en atmosferische temperaturen direct te meten. Net zoals een elastische band kan breken na langdurig strekken, kan het constante draaien en trekken van de magnetische veldlijnen die de atmosfeer van de zon doorboren deeltjes versnellen en stralingsbombardementen veroorzaken. Zodra de magnetische velden instorten, voelen we de effecten van ruimteweer.
Helaas hebben we momenteel geen directe manier om de magnetische velden van de zon te bestuderen. Wetenschappers proberen nieuwe methoden te vinden die de draaiing, kracht en richting van de krachtige velden van de zon bepalen, maar tot dusverre geven ze geen nauwkeurige resultaten. De Parker-sonde zou ons hierbij moeten helpen: hij zal de krachtige velden van de zon vlak naast de ster kunnen bestuderen.
Regelmatige waarnemingen en directe metingen van atmosferische omstandigheden die verantwoordelijk zijn voor verhoogde ruimteweeractiviteit zijn van het grootste belang om een kritische waarschuwing te geven voor dreigende zonnedreigingen. De ingebouwde FIELDS-instrumentensuite zou deze ongekende informatie moeten bieden. Wetenschappers kunnen het vervolgens over computermodellen heen leggen en de ruimte-, luchtvaart-, energie- en telecommunicatieagentschappen voortdurend waarschuwen voor mogelijke verstoringen van het ruimteweer.
Het begrijpen van de oorsprong van het ruimteweer zal natuurlijk van pas komen in andere belangrijke gebieden van astrofysisch onderzoek. Ruimteagentschappen zullen astronauten beter kunnen beschermen tijdens toekomstige bemande missies naar Mars, wanneer alleen de dunne atmosfeer van de Rode Planeet hen zal beschermen tegen inkomende zonnestraling.
Bovendien zal het toekomstige ruimtevaartuig, met het vermogen om de effecten van zonnewindstromen nauwkeurig te simuleren, beter gebruik kunnen maken van zonnezeilen, waarmee wetenschappers hopen verder de diepten van het zonnestelsel in te trekken. Misschien zijn zij het die echte interstellaire reizen voor ons openen.
ILYA KHEL
