L'11 agosto La NASA prevede di lanciare la prima navicella spaziale della Terra per avventurarsi all'interno delle orbite di Venere e Mercurio per toccare il bordo estremo della corona infuocata del sole.

Dotato di strumenti progettati e costruiti presso l'Università della California, Berkeley, la Parker Solar Probe raggiungerà un obiettivo che gli scienziati spaziali hanno sognato per decenni:avvicinarsi abbastanza al sole per imparare come la superficie turbolenta che vediamo dalla Terra scarica la sua energia nella corona e la riscalda a quasi 2 milioni di gradi Fahrenheit, generando il vento solare che bombarda continuamente il nostro pianeta.

"Questo è un pezzo di scienza eliofisica che tutti volevamo davvero da molto tempo, dagli anni Cinquanta, " ha detto Stuart Bale, un professore di fisica dell'Università di Berkeley, ex direttore del Laboratorio di Scienze Spaziali del campus e uno dei quattro investigatori principali per gli strumenti a bordo della missione. "Per me personalmente, Sto lavorando alla sonda da quando è stata approvata nel 2010, ma ho passato gran parte della mia carriera a prepararmi per questo".

La sonda solare viaggerà più velocemente di qualsiasi veicolo spaziale nella storia, al suo apice raggiungendo i 430, 000 miglia all'ora, e saranno solo quattro diametri solari e mezzo, o 3,8 milioni di miglia, sopra la superficie solare al suo avvicinamento al sole intorno al 2024. La sonda è dotata di uno scudo termico per proteggere i suoi sensori dal calore del sole, che potrebbe raggiungere 2, 500 gradi Fahrenheit, quasi abbastanza caldo da fondere l'acciaio.

A questa distanza, la sonda solare sarà all'interno di una regione in cui gli elettroni e gli atomi ionizzati, principalmente ioni di idrogeno, o protoni, e ioni di elio, chiamate particelle alfa – vengono accelerate e lanciate verso i pianeti ad alta velocità.

Quando questi ioni, chiamato il vento solare, colpisci la Terra, interagiscono con i campi magnetici della Terra e generano l'aurora boreale e meridionale, nonché tempeste nell'atmosfera più esterna che interferiscono con le comunicazioni radio e le operazioni satellitari. Accelerato a velocità più elevate, le cosiddette particelle "energia solare" possono rappresentare un pericolo per gli astronauti.

Gli scienziati non sanno ancora come vengono accelerati gli ioni del vento solare, o perché gli ioni e gli elettroni nella corona sono molto più caldi, circa 1,7 milioni di gradi Fahrenheit, della superficie del sole, che è un 10 relativamente figo, 000 gradi Fahrenheit. La sonda solare Parker potrebbe rispondere a queste domande, e aiutare gli scienziati sulla Terra a prevedere le grandi eruzioni dal sole che rappresentano il pericolo maggiore per i nostri veicoli spaziali e i nostri sistemi di comunicazione.

Segui i campi magnetici

CAMPI, una suite di strumenti costruiti presso lo Space Sciences Laboratory della UC Berkeley, è uno dei quattro pacchetti di strumenti a bordo della sonda. Con l'aiuto di un braccio di sei piedi che si proietta nella direzione in cui si sta muovendo la navicella spaziale, misurerà i campi elettrico e magnetico nella corona, che dirà agli scienziati l'energia totale che fluisce verso l'esterno dal sole.

Queste misurazioni metteranno alla prova una teoria su come il sole riscalda la corona:scuotendo le linee del campo magnetico. Il forte campo magnetico del sole si estende lontano nello spazio, ma le linee del campo magnetico sono ancorate in regioni superficiali che si muovono costantemente a causa della convezione sottostante, come acqua bollente. Il movimento costante della base delle linee del campo magnetico crea onde che viaggiano verso l'esterno lungo le linee, proprio come scuotere l'estremità di una lunga corda manda onde all'altra estremità. In qualche modo, queste cosiddette onde di Alfvén accelerano le particelle ad alta velocità e le scagliano nello spazio.

"Se il modello guidato dalle onde è corretto, quindi penso che le nostre misurazioni saranno le misurazioni fondamentali della missione, " ha detto Balla.

L'altra teoria popolare è che piccoli bagliori chiamati nanoflares su tutta la superficie del sole producono campi magnetici che si incrociano, ricollegare e lanciare spire scollegate di campo magnetico nello spazio, accelerando gli ioni insieme ad esso. Questo è stato proposto per la prima volta nel 1987 da Eugene Parker, da cui prende il nome la sonda solare. ora 91, Parker predisse l'esistenza e diede il nome al vento solare negli anni '50.

Le antenne radio sul pacchetto FIELDS cercheranno onde radio create da nanoflares, che devono ancora essere individuati, mentre un altro pacchetto di strumenti, SWEAP (Solar Wind Electrons Alpha and Protons), registrerà la velocità degli elettroni del vento solare, protoni e particelle alfa mentre sfrecciano vicino alla sonda. La correlazione dell'attività di nanoflare o microflare con il flusso di particelle che fluiscono dal sole potrebbe confermare la teoria della riconnessione magnetica. SWEAP è guidato dall'Università del Michigan e dall'Osservatorio Astrofisico Smithsonian di Cambridge, Massachusetts, sebbene gran parte dello strumento sia stato progettato e costruito presso lo Space Sciences Laboratory dell'UC Berkeley.

Altri due pacchetti di strumenti saranno a bordo della sonda. WISP, il Wide-Field Imager per Parker Solar Probe, è stato costruito presso il Laboratorio di ricerca navale e catturerà immagini in luce visibile della corona solare direttamente di fronte alla sonda orbitante. ISʘIS (pronunciato E-sis) - abbreviazione di Integrated Science Investigation of the Sun, e incluso , il simbolo del Sole, nel suo acronimo - è guidato dalla Princeton University e misurerà l'energia e l'identità di elettroni e ioni energizzati, compresi gli ioni più pesanti dell'idrogeno e dell'elio, per scoprire come a volte vengono accelerati quasi alla velocità della luce vicino al sole.

Insieme, questi strumenti dovrebbero essere in grado di registrare l'accelerazione del vento solare da subsonico a supersonico e la nascita delle particelle solari a più alta energia.

"La fisica del plasma è davvero difficile da studiare in laboratorio, " disse Bale, che si concentra sul ruolo dei campi magnetici e del plasma ionizzato nello spazio, in particolare intorno alle stelle come il sole. "Attaccare un veicolo spaziale proprio nel plasma caldo rende un laboratorio ideale."

Girando intorno a Venere

Questa sonda è l'occasione della vita per Bale. Sebbene il suo team dispiegherà bracci e testerà le funzioni degli strumenti un giorno dopo il lancio, la maggior parte degli strumenti verrà quindi spenta e non inizierà a effettuare misurazioni reali della corona fino a quando la sonda non raggiungerà il suo primo avvicinamento ravvicinato al sole a novembre.

Dopo un giro intorno a Venere per rallentare, la sonda si avvicinerà al sole quanto più possibile che un'astronave sia mai stata, una distanza dal centro del sole pari a 36 volte il raggio del sole (36 raggi solari). Venere orbita a 155 raggi solari e Mercurio a 83 raggi solari.

Nei prossimi sei anni, la sonda girerà intorno a Venere altre sei volte, gradualmente arrivando a circa 9,8 raggi solari dal centro del sole. Là, sarà bene all'interno della corona, al cui bordo esterno le particelle superano la velocità del suono – la velocità di Alfvén, che è di circa 200 miglia al secondo - e non chiama più il sole a casa.

"L'obiettivo della missione è entrare in quella regione di transizione, così entriamo nella vera corona dove il flusso è subAlfvénic, " ha detto Bale. "Pensiamo che il confine sia a circa 15 raggi solari, quindi probabilmente non inizieremo a colpirlo fino al 2021".

Una volta dentro la corona, la sonda può vedere le linee del campo magnetico tremolanti, o Alfvén onde, rimbalzando avanti e indietro tra la superficie del sole e il bordo della corona, una cascata turbolenta che potrebbe essere l'anello di retroazione che accelera le particelle alle alte velocità viste nel vento solare.

"Ai primi di dicembre, Conto di avere quel primo passaggio di dati a 35 raggi solari, e sono sicuro che sarà rivoluzionario. Ci saranno grandi cose nuove lì dentro, da quello che sappiamo delle missioni precedenti, " ha detto Balla.

Durante i suoi sette anni di vita della missione, la sonda si immergerà nell'atmosfera interna del sole 24 volte. Come parte degli sforzi di sensibilizzazione della NASA, più di 1,1 milioni di persone hanno inviato i loro nomi per essere registrati su una scheda di memoria che accompagnerà la navicella spaziale intorno al sole.

Il lancio della sonda è previsto nelle prime ore di sabato, 11 agosto dalla stazione aeronautica di Cape Canaveral in Florida, a bordo di un razzo Delta IV Heavy della United Launch Alliance con uno stadio superiore per spingerlo fuori dall'orbita terrestre verso Venere.