Ve středu 17. ledna přišel další významný krok v rámci přípravy americké sondy Parker Solar Probe (Dříve Solar Probe+). Na Goddardově středisku byla sonda spuštěna na dno termálně-vakuové komory v Goddardově středisku. Tady sonda zůstane několik týdnů, aby se mohlo ověřit, jak budou její systémy reagovat na podmínky ve vesmíru, tedy absenci atmosféry a jak nízké tak i vysoké teploty. Tato série zkoušek je jednou z klíčových podmínek k tomu, aby mohla být sonda připravena ke startu, který je stále blíže – v den vydání článku, tedy 19. ledna zbývá už „jen“ 192 dní.
Zdroj: http://parkersolarprobe.jhuapl.edu/
Termálně vakuové komory se od sebe na první pohled liší hlavně velikostí – velké družice se musí umístit do velké vakuové komory – v živé paměti máme ještě pobyt optické sestavy Dalekohledu Jamese Webba v jedné z největších vakuových komor světa, která se nachází v Houstonu. Jelikož je Parker Solar Probe mnohem menší – na výšku měří tři metry, průměr těla je jeden metr a tepelný štít bude mít průměr 2,3 metru – stačí jí menší komora. Ta v Godardově středisku měří na výšku 12 metrů a testované objekty se do ní spouští pomocí jeřábu.
Parker Solar Probe by měla na dně komory zůstat po dobu sedmi týdnů, což znamená, že její vyjmutí by mělo přijít v polovině března. Pokud zkoušky neodhalí žádnou závadu, mohla by sonda být následně zabalena pro přesun na floridský kosmodrom, odkud má 31. července letošního roku startovat na raketě Delta IV Heavy.
Zdroj: http://parkersolarprobe.jhuapl.edu
Zdroj: http://parkersolarprobe.jhuapl.edu
„Tohle je poslední z řady zkoušek, které ověřují stav sondy. Stojíme před posledním velkým milníkem,“ poznamenala Annette Dolbow z Johns Hopkins Applied Physics Laboratory, která má na starosti integraci a zkoušky sondy a dodává: „Výsledky, které získáme tím, že sondu vystavíme extrémním teplotám a celkově podmínkám v komoře, zatímco budeme sledovat její systémy, nám řeknou, zda jsme připraveni na další fázi této mise – na start.“
Během zkoušek bude sonda čelit teplotám až -180°C a inženýři pak začnou teplotu zvolna zvyšovat až do fáze, kdy zkouška přejde do testování tepelné ochrany sondy. Vše se bude zkoušet s různými úrovněmi hodnot a různou konfigurací solárních panelů. Parker Solar Probe se totiž ke Slunci přiblíží tak blízko, že při maximálním přiblížení by extrémní sluneční žár mohl její solární panely snadno zničit. Právě proto sonda disponuje pohyblivými solárními panely, které se blízko Slunce schovají za tepelný štít a jak se sonda bude vzdalovat a z fáze sbírání vědeckých dat přejde na jejich odesílání, začnou se panely postupně stále více vyklápět.
Zdroj: http://parkersolarprobe.jhuapl.edu
Ve vakuové komoře proběhnou i testy tepelných cyklů, při kterých se ověří, jak sonda reaguje na přechody mezi nízkými a vysokými teplotami, což během své mise mnohokrát zažije. Specialisté se kromě toho zaměří, jak jednotlivé systémy pracují v celém rozsahu teplot a jak nasbírané údaje korespondují s dříve provedenými simulacemi.
Zdroj: https://www.nasa.gov
Sonda Parker Solar Probe má za úkol kontaktně prozkoumat sluneční korónu, která tvoří jakousi sluneční atmosféru. Jevy v koróně jsme zatím detailně neprozkoumali a to i přesto, že tato oblast má velký vliv na kosmické počasí, které ovlivňuje i naši planetu. Americká sonda se ke Slunci přiblíží více, než jakákoliv sonda v historii – na pouhých šest a půl milionu kilometrů. Pro lepší představu – pokud bychom sluneční soustavu zmenšili tak, že by Zemi a Slunce dělil jeden metr, Merkur by obíhal cca. 30 – 45 centimetrů od Slunce a Parker Solar Probe by se při nejbližších průletech dostala k naší hvězdě jen na čtyři centimetry. Vědecké úkoly projektu se dají shrnout do tří hlavních bodů
- Sledovat toky energie, která ohřívá a urychluje částice v koróně a sluneční vítr.
- Určit strukturu a dynamiku plasmatu a magnetického pole ve zdrojích slunečního větru.
- Prozkoumat mechanismy, které urychlují a přesouvají nabité částice.
Zdroje informací:
https://www.facebook.com/
https://blogs.nasa.gov/
http://parkersolarprobe.jhuapl.edu/
http://parkersolarprobe.jhuapl.edu/
http://parkersolarprobe.jhuapl.edu/
Zdroje obrázků:
http://parkersolarprobe.jhuapl.edu/…/Press-Releases/images/articles/5d1_6772.jpg
http://parkersolarprobe.jhuapl.edu/…/Press-Releases/images/articles/5d1_6718.jpg
http://parkersolarprobe.jhuapl.edu/…/Press-Releases/images/articles/5d1_6787.jpg
http://parkersolarprobe.jhuapl.edu/…/Press-Releases/images/articles/5d2_8800.jpg
http://parkersolarprobe.jhuapl.edu/Spacecraft/images/concept-of-operation.png
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/observingsunposter.jpg
Dobrý den, rád bych se zeptal, zdali poznatky ze tří hlavních úkolů mise, které zmiňujete, bude nějakým způsobem možné využít při zkouškách zažehávání a udržení fůze v pozemských podmínkách, myslím, že se tomu zařízení říká ITER? Je tam možná nějaká spojitost? Díky, a moc si vážím Vaší práce, jen tak dál 🙂
Termonukleární reakce probíhají v jádru Slunce, u PSP spíš půjde o průzkum korony. Navíc ta reakce, která je ve Slunci dominantní (proton-protonový řetězec), má na počátku strašně malou pravděpodobnost a v ITER nebudou čekat milion let, než jim proton laskavě slabě zareaguje s jiným 🙂 Potřebují jiné palivo, které má mnohem větší pravděpodobnost reakce. Například deuterium, helium-3.
Tak zrovna D-H3 tiez nie je uplne hitparada. ITER je stavany na fuziu deuteria s triciom – myslim ze to je na podmienky fuzie najmenej narocna reakcia s rozumnym vystupom energie.
po fyzikalnej stranke pri iteri uz je prakticky vsetko zname. jedinou neznamou je, ci pri takto velkom priemere tokamaku, ktory este na zemi nebol odskusany, sa neobjavi novy typ nestability, no s tym nam slnko nijako nepomoze. Iter skor riesi mnohe technicke, technologicke a materialne problemy a vo finale by mal preukazat, ze vieme dostat z neho viac tepelnej/elektrickej energie, ako do nho vlozime vo forme elektrickej energie na ohrev a magnety.
Mě fascinuje ta nutnost velmi přesné orientace především v okolí afelu. Štít bude po stranách přečnívat jen něco přes půl metru a při délce sondy tři metry stačí málo a tělo bude odhaleno Slunci. Citlivé přístroje ale budou snad schovány co nejblíž za štítem, aby byly co nejlépe kryty. Tak mě napadá-nebude nějaké čidlo vyvedeno na vnější stranu štítu, aby bylo naplno vystaveno žáru?
Ja si myslim, ze keby slnko pri takej vzdialenosti nieco ozehlo, tak je so sondou koniec a je jedno, co to bude. Najma ak na konci sondy su panely a tie trcia najviac.
Take me nutnost presnosti orientace zaujala. Podle ceho bude sonda polohu udrzovat? Slunce nejspis primo sledovat nemuze. Nebo bude sledovat hvezdy? Nebo bude predprogramovana?
Sonda má sledovače hvězd a inerciální měřící jednotku.
Myslel jsem si to druhé, ale neměl sem odvahu to napsat. 🙂
K tomu není potřeba odvaha. 😉
Cynik by mohl dodat, že orientaci může měřit i pomocí několika teploměrů. 🙂
Teploměry tam samozřejmě budou také, nejspíš platinové. O drobnou korekci orientace se jistě postarají gyroskopy.
Vakuove tepelne testy pre nieco, co poleti tak blizko ku slnku musia byt dost zapeklita uloha…
Ovlivni drahu sondy kolem slunce zakriveni casporostoru? Nekde jsem cetl ze obezna draha merkuru neodpovida uplne presne Keplerovym zakonum prave kvuli gravitaci slunce a sonda bude mnohem blize.
Ty odchylky jsou v případě Merkuru naprosto minimální, byť v dlouhodobém měřítku měřitelné. U PSP to nebude horší.
Diky za odpoved, je mi jasne ze odchylky budou minimalni, ale jiste by bylo zajimave je zmerit
nieco take merala gravity probe b, ale okolo zeme. vyvoj sondy trval, ak si dobre pamatam, cca 40 rokov. po technickej stranke bola sonda velmi komplikovana. obsahovala gyroskopy tvare gule opracovane s presnostou na 10 atomarnych vrstiev. cele zariadenie gyroskopov bolo vychladene tesne nad absolutnu nulu aby sa vytvorila supravodivost .
sonda ciastocne zlyhala preto, ze ju zasiahli zhluky plazmy zo slnka ktore uplne rozhadzali merania.
Ak by sme chceli merat zakryvenie casopriestoru pri slnku, tak by sme na to potrebovali toho postatne viac ako len pridat „nieco“ k tejto sonde.
Nadruhej strane, neviem ci by na to grantove agentury dali peniaze..
Zajimave, takze ja na toto mereni potreba zvlastni pristroje. Skoda. Sonda se vydava do velmi zajimave oblasti a presna mereni by astrofyzice nejspis hodne pomohla. Prekvapuje me ze se zameruje “jen” na koronu.
Ono to tam nebude až tak růžové. Tlak slunečního záření a větru ani silná radiace by přesnému měření relativistických jevů moc nenahrávaly. Trochu jako měřit sílu zemětřesení v autě jedoucím po dlažebních kostkách.
nejde len o koronu. plasmaticky objekt vyslany slnkom ku zemi dokaze znicit mnozstvo satelitov a dialkove vedenia elektriny. primarne skody by sa pocitali v desiatkach az stovkach mld. eur, o sekundarnych skodach ani nehovorim… slnko sa fakt oplati pozorovat a studovat nielen z vedeckych dovodov.
Zakřivení časoprostoru je přímo to, co v obecné relativitě „nahrazuje“ gravitaci, takže už jen to, že planety a sondy obíhají kolem Slunce, je přímým důsledkem zakřivení časoprostoru :-).
Ovšem samozřejmě pohyb těles podle popisu obecné relativity se děje trošku jinak, než při popisu pouhou Newtonovskou fyzikou, a to je zřejmě to, na co se ptáte. Ještě na úvod bych měl zmínit, že dráha Merkuru skutečně neodpovídá Keplerovým zákonům (není v prostoru pevná, ale stáčí se rychlostí asi 1,5° za století), ovšem hlavní vliv na tento efekt má gravitace ostatních planet, a fakt, že Slunce není sférické, ale zploštělé. Relativistické efekty k tomu přispívají jen málo (43 úhlových vteřin za století), ale i to je měřitelné a bylo to jeden z mnoha výsledků obecnou relativitu potvrzující.
Čili vaše otázka se týká relativistických efektů – jak moc se bude dráha sondy lišit, pokud je nezahrneme, a budeme počítat pouze s Newtonovskou fyzikou. Relativistické efekty se běžně při výpočtu drah sond a také planet zahrnují. Jsou na to již dávno vypracovány standardní algoritmy, které není důvod měnit a pokoušet se pro každou sondu vyvíjet něco zvlášť. Vzhledem k dnešní přesnosti, s níž běžně sledujeme dráhy a polohy sond, by jejich „vypnutí bylo vidět prakticky okamžitě. Například sonda MESSENGER by minula svůj bod průletu okolo Merkuru o 65 km, kdyby se relativistické efekty nezahrnuly (viz http://www.planetary.org/blogs/emily-lakdawalla/2008/1329.html ).
Relativistických efektů existuje celá škála a bez zahrnutí těch nejdůležitějších by nefungovala ani navigace přes družice GPS. Sonda Gravity Probe B měla za úkol měřit nikoliv tyto významné efekty, ale další předpovězené jevy mnohem nižších řádů, mimo jiné např. strhávání časoprostoru vlivem rotace Země.
Aby se dostala na finální dráhu 7x použije gravitaci Venuše, potrvá to 6 let a Slunce za tu dobu oběhne cca 20x ! Při každém oběhu bude hrozit nebezpečí zničení, pokud nebude přesně fungovat orientace a štít řádně nezakryje sondu.
To je právě účelem, aby se sonda ke Slunci přibližovala po malých krůčcích. S každým průletem se očekávají podrobnější informace. Pokud sonda splní úkol na finální dráze, tak určitě ji operátoři budou dál posunovat směrem ke Slunci, dokud nebude zničena.
Tohle bude úžasná mise. Záhady sluneční koróny trápí vědce už dlouho, tak se snad sonda předčasně neupeče ani ji nezničí radiace nebo magnetické pole. Přece jen bude vystavena více než tisícinásobku hodnot oproti oběžné dráze Země. Juno sice dostává u Jupiteru dost zabrat, ale tohle je úplně jiná úroveň. Pokud navíc dostane zásah z erupce…
Dokonce je vybavená i kamerou, což mě překvapilo, takže ani o zajímavé obrázky nebude nouze.
Průlety kolem Venuše budou též zajímavé.
Bohužel na Venuši není moc co fotit a jinak není PSP na její výzkum dostatečně vybavena, což je vzhledem k náročnosti hlavního úkolu pochopitelné. Snad se v dohledné době nějaké agentura odhodlá k vyslání dalšího orbiteru Venuše. Ideálně i s landerem nebo vzducholodí.
Gravitační manévry u Venuše (průlety před planetou) budou unikátní svou četností a neustálým snižováním perihelu sondy. Teoreticky by asi bylo možné doplnit ještě třeba další průlet, kdyby se vzdálenost extrémního perihelu ukázala v pohodě.