Nowe badanie wykazało, że najszybszy statek kosmiczny, jaki kiedykolwiek został wystrzelony, sonda Parker Solar Probe, regularnie zderza się z cząsteczkami pyłu z dużą prędkością, co prowadzi do eksplozji plazmy.
Został uruchomiony Sonda słoneczna Parker To najnowsze i najbardziej ambitne przedsięwzięcie NASA, mające na celu zbadanie Słońca. Jak dotąd zbliżył się do Słońca niż jakakolwiek inna misja; jeśli jego wyposażenie działa w wyższych temperaturach niż jakikolwiek statek kosmiczny; Sonda jest najszybszym obiektem stworzonym przez człowieka.
Jednak niezwykła prędkość, z jaką leci sonda Parker Solar Probe – około 447 000 mil na godzinę (72 000 km/h) podczas najbliższego podejścia do słońce — oznacza, że wpadnięcie w maleńką drobinkę pyłu może wywołać eksplozje, które mogą sprawić, że sonda będzie najbardziej piaskowanym statkiem kosmicznym w historii.
Związane z: Sonda słoneczna Parker Solar Probe z NASA robi niesamowite zdjęcie Wenus
Czytaj więcej: Co jest w środku słońca? Gwiazda wycieczka od środka
„Pył uderzył w sondę Parker Solar Probe dziesiątki tysięcy razy” – powiedział Space.com główny autor badania David Malaspina, fizyk plazmy kosmicznej z University of Colorado w Boulder. „Podczas swojej dziewiątej orbity od Słońca, z łącznie 24 zaplanowanych orbit, zdarzały się okresy, w których sonda Parker Solar Probe uderzała w ziarno ultraszybkiego pyłu średnio co 12 sekund”.
Aby dowiedzieć się więcej o tym, jakie spustoszenie mogą spowodować te kolizje, naukowcy przeanalizowali dane zebrane przez anteny sondy i czujniki pola magnetycznego. Rezultatem jest najpełniejszy dotychczas obraz tego, jak ultraszybki pył – te, które pojawiają się z prędkością ponad 6700 mil na godzinę (10780 km/h) – może uszkodzić statek kosmiczny i zakłócić jego działanie.
Przelatując blisko Słońca, sonda Parker Solar Probe nawiguje przez najgęstszy obszar obłoku zodiaku. Ta gęsta masa pyłu w kształcie naleśnika, która rozciąga się w całym Układzie Słonecznym, składa się z maleńkich ziaren pyłu asteroidy i komety.
Gdy statek kosmiczny pędzi przez tę chmurę, tysiące ziaren pyłu o szerokości od 2 do 20 mikronów uderza w nią z zawrotną prędkością, powodując wybuchy trwające mniej niż milisekundę. Dla porównania średnia szerokość ludzkiego włosa wynosi około 100 mikronów.
Po zderzeniu ziarna pyłu i powierzchnia uderzonego statku kosmicznego są tak rozgrzane, że odparowują, a następnie rozdzielają się na elektrony i jony, tworząc plazmę, ten sam stan materii, z którego są zrobione. gwiazdy i błyskawica;
„Podczas gdy większość uderzeń pyłu powoduje tylko niewielkie uderzenia, kilka jest bardzo wysokoenergetycznych, tworząc szczątki i gęste obłoki plazmy, na których skupiliśmy się w naszych badaniach” – powiedział Malaspina. „Zidentyfikowaliśmy około 250 tych bardzo wysokoenergetycznych zderzeń podczas pierwszych ośmiu orbit sondy Parker Solar Probe wokół Słońca”.
Największa z tych kolizji wytwarza również chmury szczątków, które powoli oddalają się od sondy.
Wpływ chmur plazmowych na statki kosmiczne był obserwowany od lat 80. XX wieku Podróżnik Przeszedł przez pierścieniową płaszczyznę Saturna, ale efekt obłoku plazmy obserwowany wcześniej nie był wystarczająco gęsty, aby wywołać tak wyraźnie mierzalne efekty” – powiedział Malaspina.
Malaspina zauważyła, że dopóki pył uderza w sondę kosmiczną Parkera, pozostaje ona sprawna. „Większość ziaren pyłu, które uderzają w statek kosmiczny, jest bardzo mała” – zauważył Malaspina. „Chociaż jest to bardzo skuteczne w rozsadzaniu powierzchni statku kosmicznego, ryzyko napotkania ziarna pyłu wystarczająco dużego, aby spowodować katastrofalną awarię, pozostaje niskie”.
Malaspina powiedziała, że te nowe dane mogą pomóc naukowcom w modyfikowaniu projektów statków kosmicznych, aby lepiej chronić je przed skutkami hiperprędkości, a także powstałą plazmą i szczątkami.
Na przykład naukowcy mogą chcieć „dokładnie przemyśleć właściwości fragmentacji materiałów zewnętrznych pod wpływem efektów hiperszybkości” – wyjaśnił. „Dotyczy to w szczególności misji, w których ważna jest nieprzerwana nawigacja za pomocą kamer gwiezdnych lub gdzie elektromagnetyczne przyciąganie szczątków statków kosmicznych do powierzchni statków kosmicznych może być problemem”.
Badania te pomagają również naukowcom w mapowaniu struktury i gęstości międzyplanetarnego obłoku pyłu w pobliżu Słońca, powiedział Malaspina, „coś, czego nie zrobiono w bezpośrednich pomiarach sondą kosmiczną”. „Może to powiedzieć nam zaktualizowane modele tego środowiska i prowadzić do dokładniejszych prognoz ryzyka wpływu pyłu na przyszłe misje”.
Ponadto odkrycia te mogą dostarczyć nowych informacji na temat pogody kosmicznej wokół Słońca. Na przykład pomiary pozwoliły zespołowi zbadać, w jaki sposób te wybuchy plazmy oddziałują z wiatr słoneczny, strumień cząstek wypływający ze słońca. Ta informacja z kolei może rzucić światło na ilość większych ilości plazmy, na przykład w górnych warstwach atmosfery Wenus Jak mówi Malaspina, wiatry słoneczne zmiotły Marsa i Marsa.
Naukowcy omówią szczegółowo swoje odkrycia 11 listopada na dorocznym spotkaniu Wydziału Fizyki Plazmy Amerykańskiego Towarzystwa Fizycznego w Pittsburghu. Przesłali również swoje prace do The Astrophysical Journal.
Śledź nas na Twitterze Umieść tweeta lub Portal społecznościowy Facebook.
„Analityk. Nieuleczalny nerd z bekonu. Przedsiębiorca. Oddany pisarz. Wielokrotnie nagradzany alkoholowy ninja. Subtelnie czarujący czytelnik.”
