Misja ku Słońcu

Wydawałoby się, że nie ma nic prostszego, niż wysłać sondę w stronę Słońca. Nasza gwiazda jest przecież tak masywna, że jej grawitacja utrzymuje na wodzy nawet obiekty tak odległe, jak Pluton. Na pierwszy rzut oka wystarczy wystrzelić sondę w z grubsza właściwym kierunku i poczekać, aż sama spadnie w stronę gwiazdy.

W rzeczywistości podróż na Słońce wymaga 55-krotnie większej energii, niż lot na Marsa. Nasza planeta okrąża Słońce z prędkością około 110 tysięcy kilometrów na godzinę. Każdy obiekt wystrzelony z jej powierzchni zaczyna swoją podróż lecąc z dokładnie tą samą prędkością względem Słońca. To oznacza, że gdybyśmy po prostu wycelowali rakietę w Słońce, nasza sonda, pędząca z ogromną prędkością w bok, ominęłaby gwiazdę szerokim łukiem. Najpierw trzeba więc wykasować większość tej prędkości.  Najprościej – wystrzeliwując sondę „do tyłu”, czyli w kierunku przeciwnym do ruchu orbitalnego Ziemi. Dopiero wtedy pojazd może zacząć „spadać” w stronę Słońca.

Jak przetrwać przy Słońcu

Parker najpierw skieruje się więc w stronę Wenus. We wrześniu minie tę planetę, wykorzystując jej grawitację do wytracenia jeszcze odrobiny prędkości, i skieruje się w stronę Słońca. 1 listopada minie gwiazdę w odległości ok. 21 milionów kilometrów. Już to będzie absolutnym rekordem: poprzedni rekordzista, sonda Helios-B z lat 70-tych była od słońca dwa razy dalej. Ale to tylko początek. Z każdą kolejną orbitą, sonda będzie zbliżać się do Słońca coraz bardziej, i lecieć coraz się szybciej. Rozpędzi się do prędkości 200 km/s i stanie się najszybszym obiektem kiedykolwiek stworzonym przez ludzkość. Ostatecznie, po około 7 latach lotu, Parker znajdzie się zaledwie 6,2 mln. kilometrów od powierzchni gwiazdy, w obszarze, w którym korona zmienia się w wiatr słoneczny. Znajdzie się wewnątrz atmosfery gwiazdy, w miejscu, w którym temperatura sięga 1400 stopni Celsjusza. Sonda będzie pracować w warunkach porównywalnych z tymi z wnętrza hutniczego wielkiego pieca.

W jaki sposób przetrwa? Pojazd ma system chłodzenia, ale jego główną obroną jest dwumetrowa, biała tarcza, która ma osłonić go przed słoneczną furią. Tarcza, zbudowana z węglowych kompozytów i grubej warstwy izolacyjnej, węglowej pianki, będzie stale zwrócona w stronę gwiazdy tak, by w jej cieniu chroniła się delikatna elektronika pojazdu. Gdyby sonda odwróciła się w inną stronę, cała elektronika usmażyłaby się w ułamki sekund. Aby nie dopuścić do takiej katastrofy, Parker będzie może najbardziej samodzielną sondą w historii – to pojazd, a nie kontrolerzy na Ziemi, będzie pilnował tego, by osłona zawsze była zwrócona we właściwym kierunku. Tarcza jest tak wytrzymała, że, po zakończeniu misji pojazdu, pozostanie na słonecznej orbicie. Nawet przez miliony lat.

Trudniejsze niż Księżyc

Sonda Parker jest pierwszym w historii pojazdem NASA nazwanym na cześć żyjącej osoby: prof. Eugene Parkera, który jeszcze w latach 50-tych był jednym z pierwszych badaczy wiatru słonecznego: strumienia plazmy i cząstek elementarnych wyrzucanych przez naszą gwiazdę z ogromnymi prędkościami. To właśnie wiatr słoneczny będzie jednym z dwóch głównych obiektów zainteresowania sondy. Drugim będzie korona słoneczna.

Naukowcy nie wiedzą dotąd, dlaczego korona Słońca jest aż tak gorąca. Powierzchnia naszej gwiazdy ma około 6 tysięcy stopni Celsjusza. Tymczasem słoneczna korona nawet 3 miliony stopni. Co ją tak podgrzewa? Może fale dźwiękowe potężnych fal przetaczających się po powierzchni Słońca? Może pola magnetyczne zmieniają koronę w rodzaj kosmicznej kuchenki mikrofalowej? Mamy hipotezy, ale dopóki nie przyjrzymy się koronie z bliska, trudno będzie o ich potwierdzenie.

Drugą zagadką jest wiatr słoneczny. Nie rozumiemy do końca, jak powstaje. A chcielibyśmy zrozumieć go jak najlepiej. Słoneczne burze mogą uszkadzać satelity, zakłócać łączność czy niszczyć sieci energetyczne.

Obie zagadki mają grubo ponad 60 lat. Misja do wnętrza korony słonecznej była jednym z najważniejszych zadań, wyliczonych w dokumentach na podstawie których, w 1958 roku, tworzono NASA. Lądowanie na Księżycu okazało się technicznie zdecydowanie prostsze.