11. august sender NASA ut en sonde som skal besøke det siste store objektet i Solsystemet vi aldri har besøkt på nært hold med et ubemannet fartøy: Solen selv! Solsonden Parker skal etter hvert komme ekstremt nær den sydende Solen, trosse voldsomme temperaturbelastninger og gjøre direkte målinger i Solens atmosfære. På det nærmeste vil sonden komme bare 6,2 millioner kilometer fra den ildsprutende og stekende hete soloverflaten. Dette blir aller første gang vi besøker overflaten av en stjerne, og sonden vil gi svar på flere mysterier rundt Solen, solatmosfæren og dens påvirkning av omgivelsene, inkludert Jorden.
Oppdatering 29.07: På grunn av mindre tekniske problemer har oppskytningen blitt utsatt fra 4. til 11. august kl. 09.48 norsk tid.
Oppdatering 11.08 kl. 09.44: Oppskytningen har blitt midlertidig stoppet pga. tekniske problemer som blir undersøkt. Et nytt oppskytningstidspunkt vil snart blir bestemt.
Oppdatering 11.08 kl. 10.13: De tekniske problemene har blitt undersøkt og skal ikke hindre oppskytning. Nytt oppskytningstidspunkt er satt til 10.28.
Oppdatering 11.08 kl. 10.27: Ny stopp i nedtellingen pga. et teknisk problem.
Oppdatering 10.38 kl. 10.40: Oppskytningen har blitt utsatt til i morgen, søndag 12.08 kl. 09.31.
Illustrasjon av Parker-sonden som nærmer seg Solen.
Illustrasjon: Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory
Foruten Solen, har alle store objekter i Solsystemet blitt besøkt og fotografert på nært hold av ubemannede romsonder. Med sin diameter på nesten 1,4 millioner kilometer er Solen stor nok til å romme 1,3 millioner jordkloder. Solens høye temperatur, enorme lysstyrke, voldsomme og varierende magnetfelt og tidvis kraftige utbrudd, gjør det svært farlig å nærme seg med romfartøy. Hittil har derfor Solen kun blitt studert på avstand med teleskoper og en rekke observasjons-sonder.
Siden det fortsatt er mange mysterier knyttet til Solen, solaktiviteten og solatmosfæren, har solforskerne i mer enn 50 år drømt om å kunne sende en sonde svært nær soloverflaten – inn i Solens atmosfære – for å gjøre direkte målinger. Med oppskytningen av Parkers solsonde om morgenen 11. august norsk tid, vil denne drømmen bli oppfylt.
Det gigantiske prosjektet, som av NASA omtales som historisk, koster totalt 1,5 milliarder dollar og vil revolusjonere vår forståelse av Solen og hvordan fenomener og fysiske forhold på dette himmellegemet kan forplante seg utover i Solsystemet og påvirke Jorden og andre himmellegemer. Solsonden, som ved oppskytning veier 685 kg og er på størrelse med en bil, vil reise gjennom Solens atmosfære og gi oss de første observasjoner av en stjerne på nært hold.
Jorden beveger seg rundt Solen med 107 000 km/t, og når et objekt faller innover mot Solen, øker hastigheten raskt på grunn av stjernens enorme tyngdekraft. Det kreves derfor svært mye energi for å bremse slik at sonden kan komme nær Solen – faktisk 55 ganger mer enn for å komme frem til Mars og dobbelt som mye som til Pluto.
Sonden vil derfor benytte tyngdekraften til Venus ved syv nærpasseringer i en nesten 7 år lang periode for gradvis å endre banen slik at sonden kommer nærmere Solen. Sonden vil allerede etter den første nærpasseringen av Venus komme nærmere soloverflaten enn noe annet fartøy i historien og befinne seg godt inne koronaen.
På det nærmeste vil sonden passere bare 6,16 millioner kilometer over soloverflaten, nesten 10 ganger nærmere enn Merkur og mer enn 7 ganger nærmere enn nåværende rekordholder, Helios B-sonden i 1976. Jordens gjennomsnittsavstand fra Solen er til sammenligning 150 millioner kilometer. Minimumsavstanden på 6,16 millioner kilometer tilsvarer 9 ganger Solens radius.
Sonden skal følge en svært spesiell bane og få hjelp av tyngdekreftene til Venus hele 7 ganger for å komme nærmest mulig Solen.
Illustrasjon: NASA
Mystisk atmosfære
Solen har tre atmosfærelag. Nederst finner vi fotosfæren som er Solens synlige overflate og hvor temperaturen er rundt 5500 grader Celsius. Over denne er kromosfæren som kun kan observeres med spesielle instrumenter eller under totale solformørkelser, og hvor temperaturen er noe lavere. Lenger ute finner vi den mystiske og svært utstrakte koronaen. Gassen i koronaen har svært lav tetthet, men ekstremt høy temperatur på flere millioner grader. Det har vært et stort mysterium hvordan koronaen kan få så høy temperatur – normalt ville man forvente at temperaturen synker på vei bort fra Solen. Under totale solformørkelser kan vi se koronaen som strekker seg ut fra den formørkede soloverflaten.
Total solformørkelse med spektakulære detaljer i koronaen – Solens ytre atmosfære – som bare er synlig under totale formørkelser.
Foto: M. Druckmüller
Sonden vil fly så nær Solen at den vil måle hvordan solvinden akselererer fra subsonisk til supersonisk hastighet (500 km/s eller mer), og vil passere gjennom området der de mest energirike partiklene fra Solen kommer fra.
For å motstå temperaturer på opptil 1377 grader, er sonden og instrumentene beskyttet av et 11,4 cm tykt varmeskjold av karbonkompositter (se detaljer nedenfor), mens det inne i sonden vil være omtrent romtemperatur. Sonden vil bli utsatt for 520 ganger kraftigere stråling enn hva satellitter rundt Jorden blir utsatt for.
Utbrudd på Solen påvirker Jorden og andre planeter i Solsystemet.
Illustrasjon: NASA
Mer om prosjektets mål
Solvinden er magnetisk materiale som blåses ut fra Solen og når helt ut til langt utenfor Plutos bane og som underveis påvirker hvert eneste objekt i Solsystemet. Solvinden er usynlig, men vi kan se hvordan den omslutter polene på Jorden som en bølgende nordlysring og dermed avslører enorme menger energi og partikler som strømmer inn i Jordens atmosfære. Man forstår fortsatt ikke fullt ut hva som driver solvinden mot oss, noe man derfor håper sonden kan gi svar på.
Kunstnerisk fremstilling av en solstorm som treffer Mars og tapper ioner fra planetens øvre atmosfære.
Illustrasjon: NASA&GSFC
Solstormer kan forårsake kraftige nordlys på Jorden.
Foto: Wikipedia
Sonden har med seg en rekke instrumenter for å studere Solen både fra avstand og mens den befinner seg der fenomenene skjer i koronaen, og data fra disse avanserte instrumentene skal kunne gi forskerne svar på tre grunnleggende spørsmål om Solen:
1. Årsaken til akselerasjonen av solvinden – Solens kontinuerlige utstrømning av materiale
Selv om vi stort sett forstår solvindens opprinnelse, vet vi at det er et punkt (som vi ennå ikke har klart å observere) hvor solvinden akselererer til supersoniske hastigheter. Data viser at disse endringene skjer i koronaen og som sonden skal fare direkte igjennom. Forskerne ønsker å benytte sondens målinger for å forsøke å finne ut av hvordan akselerasjonen skjer.
Animasjon som viser hvordan Mars mister sin atmosfære. Animasjonen er laget ved hjelp av data fra NASAs MAVEN-prosjekt, og viser hvordan solvinden tapper ioner fra Mars' øvre atmosfære.
Animasjon: NASA-GSFC/CU Boulder LASP/University of Iowa
2. Hemmeligheten bak de ekstreme temperaturene i koronaen
Den synlige overflaten på Solen (fotosfæren) har temperaturer på rundt 5500 C, mens temperaturen i koronaen stiger opp til flere millioner grader. Forskerne kjenner ikke helt årsaken til at koronaen har flere hundre ganger høyere temperatur enn Solens overflate, og dette er svært overraskende siden Solens energi produseres i kjernen. En analogi er at man beveger seg bort fra et bål, men likevel blir varmere.
Voldsom aktivitet i Solens atmosfære. Klikk på bildet for å se film!
Foto/film: NASA/SDO and the AIA, EVE, and HMI science teams
3. Instrumentene skal kunne avsløre mekanismene bak akselerasjonen av energirike partikler fra Solen
Disse partiklene kan nå hastigheter på mer enn halvparten av lyshastigheten mens de fyker bort fra Solen. Slike partikler kan påvirke elektronikk i satellitter, spesielt gjelder dette satellitter utenfor Jordens magnetfelt.
Sondens instrumenter
For å få svar på disse spørsmålene skal sonden benytte 4 instrumenter:
FIELDS-instrumentene skal måle elektriske og magnetiske felt rundt romsonden og er et delprosjekt som ledes av University of California, Berkeley. FIELDS registrerer bølger og turbulens i den indre delen av heliosfæren og med høy tidsoppløsning for å undersøke felt knyttet til bølger, sjokk og magnetiske tilbakekoblinger («magnetic reconnection») som er en prosess der magnetfeltlinjer som har dannet løkker eller andre mønstre plutselig og eksplosivt opplinjerer seg.
WISPR-instrumentet (forkortelse for “Wide-Field Imager for Parker Solar Probe”), er romsondens eneste kamera. WISPR skal fotografere strukturer som koronamasseutbrudd (CMEer), gasstråler og andre fenomener som skyter gass ut fra Solen. Formålet er å bidra til å knytte hendelser på stor skala i koronaen til detaljerte fysiske målinger som gjøres i de solnære områdene. WISPR-prosjektet ledes av Naval Research Laboratory i Washington, D.C.
Et annet sett med instrumenter, kalt SWEAP (Solar Wind Electrons Alphas and Protons Investigation), benytter to instrumenter for å samle data. SWEAP-instrumentene teller de vanligste partiklene i solvinden – elektroner, protoner og heliumkjerner – og måler partiklenes hastighet, tetthet og temperatur for å bedre vår forståelse av solvinden og plasmaet i koronaen. SWEAP-prosjektet ledes av University of Michigan, University of California, Berkeley og Smithsonian Astrophysical Observatory i Cambridge, Massachusetts.
IS☉IS-instrumentene (Integrated Science Investigation of the Sun), der “☉” er det astronomiske symbolet for Solen – skal måle partikler med et vidt spekter av energi. Ved å måle elektroner, protoner og ioner, vil IS☉IS hjelpe oss å forstå partiklenes “livssyklus” – hvor kom de fra, hvordan ble de akselerert og hvordan beveger de seg bort fra Solen gjennom interplanetarisk rom. IS?IS-prosjektet ledes av Princeton University i New Jersey.
Instrumentene om bord på Parker-sonden sett fra to vinkler.
Illustrasjon: JHUAPL
Mer om varmeskjoldet
Det termiske beskyttelsessystemet (varmeskjoldet) er blant teknologiene som har blitt utviklet for å gjøre prosjektet gjennomførbart. Tross den enorme heten fra Solen tillater skjoldet at sondens instrumenter opererer i nær romtemperatur.
Andre kritisk viktige teknologiske nyvinninger er kjølesystemet for solcellepanelene og sondens feilhåndteringssystem. Kjølesystemet for solcellepanelene gjør det mulig å produsere strøm selv i den ekstreme varmebelastningen fra Solen, og feilhåndteringssystemet beskytter romsonden i de lange periodene fartøyet ikke kan kommunisere med Jorden.
Ved hjelp av data fra 7 solsensorer plassert langs kanten av skyggen fra varmeskjoldet, beskyttes fartøyet av feilhåndteringssystemet. Dersom systemet oppdager et problem, vil sonden korrigere sin egen kurs og vinkel i forhold til Solen for å sikre at de vitenskapelige instrumentene holder seg kjølige.
Varmeskjoldet består av karbon-karbon-komposittmaterialer som omgir nærmere 4,5 tommer med karbonskum som er 97 % luft. Selv om varmeskjoldet er nesten 2,4 meter i diameter, veier det bare 72 kg takket være bruk av lette materialer.
Oppkalt etter forsker
Sonden ble i 2017 gitt navnet «Parkers solsonde» (Parker Solar Probe) til ære for astrofysikeren Eugene Parker (nå 90 år) som på 1950-tallet utviklet en teori om den supersoniske solvinden og har arbeidet med solvinden og Solens atmosfære i over 60 år. Dette er første gang NASA kaller opp en sonde etter en person som fortsatt lever.
Sonden vil fly så nær Solen at den vil måle hvordan solvinden akselererer fra subsonisk til supersonisk hastighet (500 km/s eller mer), og den vil passere gjennom området der de mest energirike partiklene fra Solen kommer fra.
For å motstå temperaturer på opptil 1377 grader er sonden og instrumentene beskyttet av et 11,4 cm tykt varmeskjold av karbonkompositter. Inne i sonden vil det være omtrent romtemperatur.
Solsonden er oppkalt etter professor Eugene Parker ved University of Chicago.
Illustrasjon: Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, Foto: Wikipedia
Oppskytning og bane
Solsonden er planlagt skutt opp med en av verdens kraftigste raketter, en Delta IV-Heavy-rakett, fra Cape Canaveral i Florida kl. 09.48 om morgenen 11. august. Dersom vær eller tekniske problemer hindrer oppskytning denne dagen, er det nye muligheter helt frem til 23. august.
Sonden skal fullføre 24 omløp rundt Solen og følge en svært avlang bane slik at sonden bare i kortere perioder blir utsatt for de virkelig tøffe forholdene svært nær soloverflaten. Den første nærpasseringen finner sted 1. november 2018 – da blir avstanden 24,7 millioner kilometer. Etterhvert vil sonden komme nærmere Solen, og den første av de tre planlagte supernære passeringene på bare 6,16 millioner kilometers avstand vil finne sted 19. desember 2024. Når sonden kommer så nær, vil hastigheten være helt opp i 125 km/s, 692 000 km/t. Dette blir den suverent største hastigheten til noen menneskeskapt farkost, og med denne farten kommer Parkers solsonde kun til å bruke to timer på å krysse solskiven.
Sondens bane og avstand fra Solen fra oppskytning og gjennom prosjektperioden.
Animasjon: Wikipedia
Ved å studere Solen lærer man ikke bare mer om vår egen sol, men også om andre stjerner, om Universet og om hvordan livet kunne oppstå og utviklet seg. Gjennom det meste av sitt liv ligner trolig alle kjølige stjerner vår egen sol når det gjelder atmosfære, stjernevind og annen aktivitet. Kunnskap om prosessene er også viktig for å vurdere beboelige forhold rundt andre stjerner.
Film om det historiske prosjektet.
Film: NASA's Goddard Space Flight Center
Klikk på “Liker” og få melding når nye saker legges ut!
Hva kan du se i kveld?
Følg med på planeter, stjerner og månefaser samt spennende fenomener som f.eks. nordlys, perlemorskyer, lysende nattskyer m.m.
Les mer
Forsiden
.jpg)
