All'alba di una mattina d'agosto, il cielo vicino a Cape Canaveral, Florida, si accenderà con il lancio di Parker Solar Probe. Non prima del 6 agosto 2018, un Delta IV Heavy della United Launch Alliance esploderà nello spazio trasportando l'astronave delle dimensioni di un'auto, che studierà il Sole più da vicino di quanto abbia mai fatto qualsiasi oggetto creato dall'uomo.

Il 20 luglio, 2018, Nicky Volpe, Scienziato del progetto Parker Solar Probe presso il laboratorio di fisica applicata della Johns Hopkins University di Laurel, Maryland, e Alex Young, direttore associato per la scienza nella divisione di scienza eliofisica presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland, ha presentato gli obiettivi scientifici di Parker Solar Probe e la tecnologia dietro di essi in una conferenza stampa televisiva dal Kennedy Space Center della NASA a Cape Canaveral, Florida.

"Studiamo il Sole da decenni, e ora andremo finalmente dove c'è l'azione, " ha detto Giovani.

Il nostro Sole è molto più complesso di quanto sembri. Piuttosto che il costante, disco immutabile sembra agli occhi umani, il Sole è una stella dinamica e magneticamente attiva. L'atmosfera del Sole invia costantemente materiale magnetizzato verso l'esterno, avvolgendo il nostro sistema solare ben oltre l'orbita di Plutone e influenzando ogni mondo lungo la strada. Le bobine di energia magnetica possono esplodere con radiazioni luminose e di particelle che viaggiano nello spazio e creano interruzioni temporanee nella nostra atmosfera, a volte confondono i segnali radio e di comunicazione vicino alla Terra. L'influenza dell'attività solare sulla Terra e su altri mondi è nota collettivamente come meteorologia spaziale, e la chiave per comprendere le sue origini sta nella comprensione del Sole stesso.

"L'energia del Sole scorre sempre oltre il nostro mondo, " disse Fox. "E anche se il vento solare è invisibile, possiamo vederlo circondare i poli come l'aurora, che sono belle, ma rivelano l'enorme quantità di energia e particelle che cadono nella nostra atmosfera. Non abbiamo una forte comprensione dei meccanismi che spingono quel vento verso di noi, ed è quello che stiamo andando a scoprire."

È qui che entra in gioco Parker Solar Probe. La navicella trasporta una serie di strumenti per studiare il Sole sia da remoto che in situ, o direttamente. Insieme, i dati di questi strumenti all'avanguardia dovrebbero aiutare gli scienziati a rispondere a tre domande fondamentali sulla nostra stella.

Una di queste domande è il mistero dell'accelerazione del vento solare, il costante deflusso di materiale del Sole. Sebbene comprendiamo ampiamente le origini del vento solare sul Sole, sappiamo che c'è un punto, non ancora osservato, in cui il vento solare viene accelerato a velocità supersoniche. I dati mostrano che questi cambiamenti avvengono nella corona, una regione dell'atmosfera solare attraverso la quale la sonda solare Parker volerà direttamente, e gli scienziati hanno in programma di utilizzare le misurazioni remote e in situ di Parker Solar Probe per far luce su come ciò avvenga.

Secondo, gli scienziati sperano di scoprire il segreto delle temperature enormemente alte della corona. La superficie visibile del Sole è di circa 10, 000 F—ma, per ragioni che non comprendiamo appieno, la corona è centinaia di volte più calda, salire fino a diversi milioni di gradi F. Questo è controintuitivo, poiché l'energia del Sole viene prodotta nel suo nucleo.

"È un po' come se ti allontanassi da un falò e improvvisamente diventassi molto più caldo, " disse Volpe.

Finalmente, Gli strumenti di Parker Solar Probe dovrebbero rivelare i meccanismi all'opera dietro l'accelerazione delle particelle energetiche solari, che possono raggiungere velocità superiori alla metà della velocità della luce mentre si allontanano dal Sole. Tali particelle possono interferire con l'elettronica satellitare, soprattutto per i satelliti al di fuori del campo magnetico terrestre.

Per rispondere a queste domande, Parker Solar Probe utilizza quattro suite di strumenti.

La suite CAMPI, guidato dall'Università della California, Berkeley, misura i campi elettrici e magnetici intorno al veicolo spaziale. FIELDS cattura le onde e la turbolenza nell'eliosfera interna con un'elevata risoluzione temporale per comprendere i campi associati alle onde, shock e riconnessione magnetica, un processo mediante il quale le linee del campo magnetico si riallineano in modo esplosivo.

Lo strumento WISPR, abbreviazione di Wide-Field Imager per Parker Solar Probe, è l'unico strumento di imaging a bordo del veicolo spaziale. WISPR prende immagini da strutture come espulsioni di massa coronale, o ECM, getti e altri ejecta dal Sole per aiutare a collegare ciò che sta accadendo nella struttura coronale su larga scala alle misurazioni fisiche dettagliate catturate direttamente nell'ambiente vicino al Sole. WISPR è guidato dal Naval Research Laboratory di Washington, D.C.

Un'altra suite, chiamato SWEAP (abbreviazione di Solar Wind Electrons Alpha and Protons Investigation), utilizza due strumenti complementari per raccogliere i dati. La suite di strumenti SWEAP conta le particelle più abbondanti nel vento solare:elettroni, protoni e ioni di elio e misura proprietà come velocità, densità, e temperatura per migliorare la nostra comprensione del vento solare e del plasma coronale. SWEAP è guidato dall'Università del Michigan, l'Università della California, Berkeley, e l'Osservatorio Astrofisico Smithsonian di Cambridge, Massachusetts.

Finalmente, la suite IS?IS, abbreviazione di Integrated Science Investigation of the Sun, e compreso?, il simbolo del Sole, nel suo acronimo, misura le particelle attraverso un'ampia gamma di energie. Misurando gli elettroni, protoni e ioni, IS?IS capirà i cicli di vita delle particelle:da dove provengono, come sono diventati accelerati e come si spostano dal Sole attraverso lo spazio interplanetario. IS?IS è guidato dalla Princeton University nel New Jersey.

Parker Solar Probe è una missione in costruzione da circa sessant'anni. Con l'alba dell'era spaziale, l'umanità è stata introdotta nella piena dimensione della potente influenza del Sole sul sistema solare. Nel 1958, il fisico Eugene Parker ha pubblicato un documento scientifico innovativo che teorizza l'esistenza del vento solare. La missione è ora intitolata a lui, ed è la prima missione della NASA a prendere il nome da una persona vivente.

Solo negli ultimi decenni la tecnologia è arrivata abbastanza lontano da rendere Parker Solar Probe una realtà. La chiave dell'audace viaggio della navicella spaziale sono tre scoperte principali:lo scudo termico all'avanguardia, il sistema di raffreddamento dell'array solare, e il sistema avanzato di gestione dei guasti.

"Il sistema di protezione termica (lo scudo termico) è una delle tecnologie abilitanti per le missioni del veicolo spaziale, " ha detto Andy Driesman, Parker Solar Probe project manager presso il Johns Hopkins Applied Physics Lab. "Permette alla navicella di funzionare a temperatura ambiente".

Altre innovazioni critiche sono il sistema di raffreddamento dell'array solare e i sistemi di gestione dei guasti a bordo. Il sistema di raffreddamento dei pannelli solari consente ai pannelli solari di produrre energia sotto l'intenso carico termico del sole e il sistema di gestione dei guasti protegge il veicolo spaziale durante i lunghi periodi di tempo in cui il veicolo spaziale non può comunicare con la Terra.

Utilizzando i dati di sette sensori solari posizionati tutt'intorno ai bordi dell'ombra proiettata dallo scudo termico, Il sistema di gestione dei guasti di Parker Solar Probe protegge il veicolo spaziale durante i lunghi periodi di tempo in cui non può comunicare con la Terra. Se rileva un problema, Parker Solar Probe correggerà automaticamente la sua rotta e indicherà per garantire che i suoi strumenti scientifici rimangano freschi e funzionanti durante i lunghi periodi in cui il veicolo spaziale è fuori contatto con la Terra.

Lo scudo termico di Parker Solar Probe, chiamato sistema di protezione termica, o TPS:è un sandwich di composito carbonio-carbonio che circonda quasi quattro pollici e mezzo di schiuma di carbonio, che è circa il 97% di aria. Anche se è quasi otto piedi di diametro, il TPS aggiunge solo circa 160 libbre alla massa di Parker Solar Probe a causa dei suoi materiali leggeri.

Sebbene il Delta IV Heavy sia uno dei razzi più potenti al mondo, Parker Solar Probe è relativamente piccolo, delle dimensioni di una piccola automobile. Ma ciò di cui Parker Solar Probe ha bisogno è l'energia:raggiungere il Sole richiede molta energia al momento del lancio per raggiungere la sua orbita attorno al Sole. Questo perché qualsiasi oggetto lanciato dalla Terra inizia a viaggiare intorno al Sole alla stessa velocità della Terra, circa 18,5 miglia al secondo, quindi un oggetto deve viaggiare incredibilmente velocemente per contrastare quel momento, Cambia direzione, e avvicinati al Sole.

La tempistica del lancio di Parker Solar Probe, tra le 4 e le 6 circa EDT, ed entro un periodo della durata di circa due settimane, è stato scelto in modo molto preciso per inviare Parker Solar Probe verso il suo primo, obiettivo vitale per raggiungere tale orbita:Venere.

"L'energia di lancio per raggiungere il Sole è 55 volte quella necessaria per arrivare su Marte, e due volte quella necessaria per arrivare a Plutone, ", ha affermato Yanping Guo del Laboratorio di fisica applicata della Johns Hopkins, che ha progettato la traiettoria della missione. "Durante l'estate, La Terra e gli altri pianeti del nostro sistema solare sono nell'allineamento più favorevole per permetterci di avvicinarci al Sole".

La navicella eseguirà un'assistenza gravitazionale per riversare parte della sua velocità nel pozzo di energia orbitale di Venere, trascinando Parker Solar Probe in un'orbita che, già, al suo primo passaggio, lo porta più vicino alla superficie solare di quanto qualsiasi astronave sia mai andata, bene all'interno della corona. Parker Solar Probe effettuerà manovre simili altre sei volte durante la sua missione di sette anni, assistendo la navicella nella sequenza finale di orbite che passano a poco più di 3,8 milioni di miglia dalla fotosfera.

"Studiando la nostra stella, possiamo imparare non solo di più sul Sole, " ha detto Thomas Zurbuchen, l'amministratore associato per la direzione della missione scientifica presso il quartier generale della NASA. "Possiamo anche saperne di più su tutte le altre stelle in tutta la galassia, l'universo e anche gli inizi della vita."