Nemsokára olyan közel jut az emberiség a Naphoz, mint még soha

Űrjármű még soha nem merészkedett olyan közel a Naphoz, mint a NASA új Parker napszondája (Parker Solar Probe), amely szombaton indul útjára, és a tervek szerint 6,5 millió kilométerre közelíti meg a Naprendszer középpontját. A küldetéstől az űrhivatal azt várja, hogy megold néhány évtizedes rejtélyt a Nappal és légkörével, a fotoszférával kapcsolatban.

Pár tíz évvel ezelőttig lehetetlen küldetésnek tűnt megközelíteni a Nap légkörét, amelynek a legkülső rétegét napkoronának nevezi a csillagászat. Az űrnek ebben a régiójában apró, töltött részecskék nyüzsögnek, a hőmérséklet pedig elérheti az 1,7 millió Celsius-fokot, tehát a Nap megközelítésére vállalkozó járművet komoly védelmi rendszerrel kell felruházni az olvadás ellen. A technológiai fejlődésnek hála, a NASA eljutott odáig, hogy olyan űrhajót építsen, amely hőpajzsa és hűtőrendszere segítségével a Naprendszer legforróbb pontján is szobahőmérsékletű tud maradni.

A Parker napszonda a napkoronábanIllusztráció: Youtube / NASA

Már az is egy rejtély, hogy vajon a napkorona miért háromszázszor forróbb, mint a Nap felszíne – mondja Nicola Fox, a projekten dolgozó tudósok egyike, a Johns Hopkins Egyetem alkalmazott fizikai tanszékének munkatársa – hiszen például a tábortűztől elsétálva sem melegszik fel az ember, hanem egyre hidegebbet érez. Az űrnek ez a része olyan forró, hogy a korona darabjai szuperszonikus sebességre gyorsulnak, és leválnak, leküzdve a Nap mérhetetlen tömegvonzási erejét. Az így kialakuló napszelek feszültséggel teli részecskékkel sorozzák meg a bolygókat.

A napszonda feladata, hogy megvizsgálja a kitörések mechanizmusát, illetve feltárja, hogy miért sokkal melegebb a Nap légköre, mint maga az égitest. A NASA tudósai mindent megtettek, hogy a Földről is kikutassák ezeket a rejtélyeket, ám – ahogy Eric Christian, a Goddard Space Flight Center vezető kutatója fogalmaz – minden információ, minden apró jel 93 millió mérföldes távolságból érkezik, és „összemaszatolódik. Ezért aztán oda kell mennünk, ahol a dolgok végbemennek.”

De miért nem olvad el a szonda?

Az űrszonda létfontossású hőpajzsa alapvetően egy vastag habréteg, amely 97 százalékban levegőből áll, és két szén-szén kompozit (a repüléstechnikában a hatvanas évek óta hővédelemre alkalmazott anyag) réteg fogja közre. A pajzs nem jöhetett volna létre az elmúlt 10-15 év szénszálakkal, szénhabokkal és szénkompozitokkal kapcsolatos technológiai vívmányai nélkül.

Az alig több mint 70 kilogrammos pajzs akkor is 30 fok alatt tartja a szondát, ha ő maga 1400 Celsius-fokig hevül. További érdekesség, hogy nem veszi körbe az egész szondát, hanem mindig csak egy oldalát árnyékolja, következésképp a küldetés teljes időtartamában a Nap és az űrjármű között kell, hogy elhelyezkedjen. Emiatt különösen érzékeny pont a szonda irányítása.

Miközben a jármű óránként 430 ezer mérfölddel száguld, önirányítónak kell lennie, mert a földi rádiójelek csak 8 perc késéssel érnek el hozzá. Ezért a Parkert olyan szenzorokkal szerelték fel, amelyek tudatják az irányítórendszerrel, ha például túlságosan megdől, és igazítani kell a pozícióján.

A Parker mozgatható napelemeit is úgy fejlesztették ki, hogy képesek legyenek visszaverni a hőt. A napelem cellái közötti vékony csövecskékben folyamatosan kering majd a víz, hogy lehűtse az eszközt.

Régi álom a Nap megközelítése

A küldetésnek azért is lehet nagy jelentősége a NASA számára, mert már az űrügynökség hatvan évvel ezelőtti alapításakor is a legfontosabb tervek között szerepelt a Nap megközelítése – 13 másik nagyívű misszió mellett, amelyek közül már mind megvalósult valamilyen formában. Ezt az egyet kivéve.

A szombaton útnak induló szonda Eugene Parker asztrofizikusról kapta a nevét, aki fiatalon, a NASA hőskorában alkotott egy elméletet arról, hogyan bocsátják ki az energiát a csillagok. Feltételezése szerint a Naphoz hasonló csillagok légköre annyira forró, hogy folyamatosan kifelé áramlik, részecskékben fürösztve a környező bolygókat. Parker el is nevezte a jelenséget napszélnek. Az elméletet sokan vitatták, amíg 1962-ben egy Mariner 2. nevű NASA-űrhajó nem igazolta a napszél létezését, megmérve a kibocsátott részecskéket.

Illusztráció: NASA

Parker kutatásai vetették fel azokat a kérdéseket, amelyekre most a napszonda a NASA reményei szerint választ talál: mitől forrósodik fel és telítődik energiával ilyen mértékben a fotoszféra? Ha ezeket a mechanizmusokat jobban megértenénk, az új ismereteket itt a Földön is alkalmazhatnánk – állítja Fox. A Föld mágneses mezője alaphelyzetben esernyőként védi a bolygót a napszéltől, de ha a Nap valamiért kiemelkedően nagy löketet küld ki a részecskékből, a Föld körüli űr megváltozhat.

Ha nagy mennyiségű részecske tör ki, azok magukkal vihetik a Nap mágneses mezejének egy darabját, amely ütközik a Földével. Ez olyan űridőjárási eseményeket idézhet elő, amelyek komoly következményekkel járhatnak: sugárzó sávok alakulhatnak ki a Föld körül, műholdak sérülhetnek meg. További következmény lehet, hogy sűrűsödik a Föld légköre, ami ugyancsak a szatelitek működését zavarhatja meg: könnyebben letérnek pályájukról. A napszél a földi elektromos rendszerekre is hat, „átfúj” az elektromos vezetőkön, még a tenger alatti kábeleken is, így áramkimaradásokat okozhat.

A tudomány egyelőre nem tudja úgy megjósolni az űridőjárás alakulását, mint a földit, a földi időjárás-előrejelzéséhez képest 40-50 éves ebben a lemaradás Christian szerint. A NASA-nal remélik, hogy ha sikerül jobban megérteni a Nap légkörének mechanizmusait, ez változhat.

Meglepetésre is számítanak

A Parker napszondát augusztus 11-én, szombaton lövik fel Cape Canaveralból, helyi idő szerint hajnali fél 4-kor, magyar idő szerint délelőtt fél 10-kor. Egy Delta IV Heavy rakéta viszi majd, amelyet a United Launch Alliance készített. Hat héttel a kilövés után a Parker a Vénusz közelében repül el, ami módosítja kissé a pályáját, további hat hét múlva pedig már a napkoronában lesz.

Hét év alatt a szonda huszonnégyszer kerüli meg a csillagot, ez idő alatt a kifejezetten erre a célra tervezett műszereivel a kutatók reményei szerint képes lesz rá, hogy igazolja vagy megdöntse a napszél eredetével kapcsolatos teóriákat. De ennél többet is várnak a NASA munkatársai – mondja Christian: „biztos vagyok benne, hogy valami nagyon meglepőt is találunk majd, és végül is ez a tudományos munka legszórakoztatóbb része”.