Dalla preghiera e dal sacrificio al prendere il sole, gli uomini adorano il sole da tempo immemorabile. E non c'è da meravigliarsi. A circa 150 metri di distanza, è abbastanza vicino da fornire la luce, calore ed energia per sostenere l'intera razza umana. Ma nonostante il fatto che la nostra stella madre sia stata ampiamente studiata con i moderni telescopi, sia da casa che nello spazio, ci sono molte cose che non sappiamo al riguardo.

Questo è il motivo per cui la NASA ha recentemente annunciato l'intenzione di lanciare una sonda rivoluzionaria, destinato a decollare nel 2018, che lo toccherà letteralmente. Inizialmente soprannominata la missione Solar Probe Plus, la navicella spaziale è stata ora ribattezzata Parker Solar Probe. Questo per onorare il fisico Eugene Parker che ha svolto un importante lavoro sul vento solare, un flusso di particelle cariche proveniente dal sole.

Ci sono state molte missioni per indagare sul sole. Nel 1976, la navicella spaziale Helios 2 si è avvicinata a 43 km dall'atmosfera solare. Ma la sonda Parker da 1,5 miliardi di dollari viaggerà a soli 6 milioni di km sopra la superficie solare, circa nove volte più vicina di quanto sia mai stata fatta prima qualsiasi navicella spaziale. Questo aprirà una nuova era di comprensione come, per la prima volta, i sensori saranno in grado di rilevare e analizzare i fenomeni mentre si verificano al sole.

Mentre l'altitudine di crociera della missione può sembrare una distanza di sicurezza a milioni di chilometri, l'immensa energia del sole bombarderà inesorabilmente il carico utile con il calore. Un rivestimento in composito di carbonio spesso 11,5 cm, simile a quello che le moderne auto da corsa di Formula 1 impiegano nei loro sistemi di frenata ad alte prestazioni, proteggerà l'apparecchiatura sensibile. Questo sarà cruciale in quanto le temperature saliranno oltre 1, 400°C.

A queste temperature estreme, i pannelli solari che alimentano la navicella si ritrarranno. Questa manovra consentirà agli strumenti e alle fonti di alimentazione di rimanere vicini alla temperatura ambiente all'ombra dello scudo in composito di carbonio. Altrettanto bene, poiché la navicella sperimenterà radiazioni 475 volte più intense dell'orbita terrestre.

Eventuali errori nelle traiettorie pianificate del veicolo spaziale potrebbero far affondare la sonda più in profondità nell'atmosfera solare, che è parecchi milioni di gradi caldi. Questo potrebbe alla fine distruggere la navicella spaziale.

Scienza solare

Quindi cosa possiamo imparare da questa missione rischiosa? L'attività dinamica provocata dalle particelle sovralimentate e dalle radiazioni rilasciate dal sole - incontrando la Terra mentre attraversano il sistema solare interno - è chiamata meteo spaziale. Le conseguenze del clima spaziale possono essere catastrofiche, compresa la perdita delle comunicazioni satellitari, cambiamenti nelle orbite dei veicoli spaziali intorno alla Terra e danni provocati da sovratensioni nelle reti elettriche globali. Più importante è il rischio per gli astronauti esposti alle potenti radiazioni ionizzanti.

Il costo devastante di tali feroci tempeste elettromagnetiche è stato stimato in $ 2 trilioni, con il risultato che la meteorologia spaziale è stata formalmente elencata nel registro nazionale dei rischi del Regno Unito.

La nuova sonda solare rivoluzionerà la nostra comprensione di quali condizioni sono necessarie nell'atmosfera solare per generare gravi periodi di tempo spaziale effettuando misurazioni dirette dei campi magnetici, densità del plasma e temperature dell'atmosfera per la prima volta. In modo simile a come un elastico può spezzarsi a seguito di uno stiramento eccessivo, si ritiene che la continua torsione e rimescolamento delle linee del campo magnetico che permeano l'atmosfera solare possa dar luogo ad accelerazione di particelle e bombardamento di radiazioni. Una volta che i campi magnetici si rompono, possiamo sperimentare condizioni meteorologiche spaziali severe.

Sfortunatamente, attualmente non abbiamo un metodo diretto per campionare i campi magnetici del sole. Gli scienziati stanno tentando di scoprire nuove tecniche che consentiranno i colpi di scena, forze e direzioni dei potenti campi del sole da determinare, ma finora non possono fornire una comprensione sufficientemente accurata. È qui che la sonda Parker fornirà una nuova era di comprensione, poiché sarà in grado di campionare i potenti campi magnetici del sole mentre è lì.

Le osservazioni 24 ore su 24 e le misurazioni dirette delle condizioni atmosferiche responsabili dell'aumento dei livelli di meteorologia spaziale sono fondamentali per fornire un avviso cruciale di imminenti minacce solari. Una suite di strumenti a bordo della sonda, la suite CAMPI, fornirà tali informazioni senza precedenti. Gli scienziati possono quindi inserirlo in modelli di computer intensivi, alla fine lasciando spazio, aviazione, le autorità per l'energia e le telecomunicazioni devono essere allertate quando è imminente un clima spaziale potenzialmente devastante.

Certo, comprendere le origini della meteorologia spaziale ha implicazioni anche per altre importanti aree della ricerca astrofisica. Consentirà alle agenzie spaziali di proteggere meglio gli astronauti durante le future missioni con equipaggio su Marte, dove l'atmosfera marziana più sottile offre poca protezione alla radiazione solare in arrivo.

Anche, essendo in grado di modellare accuratamente gli effetti del vento solare in streaming, i futuri veicoli spaziali saranno in grado di utilizzare efficacemente le vele solari per aiutarli a raggiungere le profondità del sistema solare, forse alla fine aprendo la possibilità di un vero viaggio interstellare.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation. Leggi l'articolo originale.