Az amerikai űrügynökség a Johns Hopkins Egyetem Alkalmazott Fizikai Laboratóriumával együttműködve 2018-ban indította el az autó méretű, Eugene Newman Parker asztrofizikusról elnevezett űrhajót, amely
erősen nyújtott ellipszis alakú pályán kering a Nap körül, hogy csak rövid időt töltsön a Nap közelében. Annak erős sugárzása ugyanis károsíthatja
szerkezeti anyagait és elektronikus berendezéseit, valamint zavarja a kommunikációját.
Ötletes módszerrel, a Vénusz bolygó gravitációs erejét kihasználva érték el, hogy keringése során az űrhajó egyre közelebb kerüljön a Naphoz. Közel hét év alatt hét alkalommal járt a Vénusz közelében, amely „gravitációs rásegítéssel”,
a szonda sebességét csökkentve minden alkalommal a Naphoz közelítve
módosította az útvonalát. Az űrszonda végül elérte azt az optimális pályát, amely elég közel hozza a Naphoz az űridőjárást befolyásoló folyamatok tanulmányozásához, de annyira nem, hogy a Nap hője és sugárzása károsítsa.
A Parker Solar Probe útvonalának animációja (Wikipédia)
Nagyjából három hónapos keringési ideje mellett a Parker eddig huszonkét fordulatot megtéve egyre jobban, december 24-én immár 6,1 millió kilométerre megközelítte a Napot, éppen akkor, amikor a tizenegy éves napciklus a csúcson lévén, óriási elektromágneses energiarobbanások, napkitörések löknek ki forró plazmát a világűrbe. A napkitörések eredményezte napviharok sugárnyalábjai Földünkig is elérnek, jobb esetben csupán sarki fényt gerjesztve a mi vidékünkön is, rosszabb esetben megzavarva a műholdak, rádió- és elektromos hálózatok működését.
A hatmillió kilométeres „közelség” elsőre talán soknak tűnhet, de azzal érdemes egybevetnünk, hogy ez a Nap óriási, 1 392 700 kilométeres átmérőjének alig több mint négyszerese, másrészt az átlagosan 150 millió kilométer körüli Nap–Föld távolságnak mindössze a négy százaléka, tehát a Parker
huszonötször közelebb került a Naphoz, mint Földünk.
Ahhoz, hogy a csöppnyi űrhajót ne „szippantsa be” a Nap gigantikus gravitációs ereje, pályájának belső részén irdatlan sebességgel kell száguldania. A most elért 690 ezer km/órával haladva egy perc alatt leküzdhető lenne a Tokió és Washington közötti távolság.
A koronán belüli útján végzett mérések adatait a szonda némi késéssel továbbítja a Földre, mivel Nap-közelben megszakad a kommunikáció. Két nap múlva, december 26-án
életjelet adott magáról, amiből kiderült, hogy műszerei működőképesek maradtak.
Nour Rawafi, a küldetés projektvezetője elmondta, hogy elsőként január elején a képanyagot sugározzák haza, majd ezt követően kerülnek sorra a tudományos adatok. A napszél dinamikájának vizsgálata mellett a szonda közeli felvételeket készített az útjába kerülő üstökösökről és a Vénusz felszínéről is.
Az űrhajó hőpajzsával felfelé a hordozórakétára szerelve (Wikipédia)
Az űrszonda rendszereit a Nap közelében fényvisszaverő fehér alumínium-oxiddal bevont, megerősített szén–szén kompozitból készített hatszögletű, 2,3 méter átmérőjű, 11,4 centiméter vastag, folytonosan a Nap felé irányított hőpajzs védi a hőtől és sugárzástól. Enélkül a műszerek tíz másodpercen belül működésképtelenné válnának. A rendkívül ritka légkör miatt ugyanakkor elegendő a közvetlen sugárzástól megóvni a berendezéseket, annak árnyékában nincsenek számottevő hőhatásnak kitéve.
A pajzsot úgy tervezték, hogy akár 1370 Celsius-fok külső hőmérsékletnek is ellenálljon, miközben az űrszonda műszereit 29 fok körül tartja.
A környezetében uralkodó hőmérséklet a legközelebbi ponton 980 Celsius-fok körül alakult.
Mivel a fénysebességgel haladó rádióhullámoknak is nyolc percre van szükségük arra, hogy a Földre érjenek, közvetlen földi irányítással nem lehet megoldani, hogy a hőpajzs minden pillanatban a Nap felé fordulva árnyékolja az űrhajót és műszereit. A Parker ezért négy fényérzékelő és hajtóműve segítségével
teljesen autonóm üzemmódban pozicionálja magát, hogy mindig árnyékban maradjon,
másrészt az irányítóközponttal folytatott kommunikáció, az adatok továbbítása során jeladói a Föld felé mutassanak.
Indulás a Földről (Wikipédia)
A kutatók főbb céljai közé tartozik, hogy a szonda vizsgálja az energiaáramlást, amely felmelegíti a napkoronát és felgyorsítja a napszelet. Műszercsomagja nagy időfelbontással méri a Nap ritka légkörében kialakuló elektromos és mágneses mezők tulajdonságait és változását, ami
segít megérteni a mágneses erővonalak robbanásszerű átrendeződéséhez s így napkitörésekhez vezető folyamatokat.
E mérésekhez nióbiumötvözetből készült, az extrém, akár 1370 fokos hőmérsékletnek is ellenálló négy, két méter hosszú antennája nyúlik a hőpajzson túl a napfénybe.
Egy másik műszerrendszer a Naprendszer felé száguldó elemi részecskéket (elektronok, protonok) és ionokat detektálja széles energiatartományában, hogy felderítsék, hogyan gyorsultak fel ezek, s távoznak a Napból a bolygóközi térbe. Optikai teleszkópok a koronáról és a belső helioszféráról készítenek képeket. A kamera lencséi az űrteleszkópoknál megszokott, sugárzásnak és a becsapódó pornak is ellenálló, edzett üvegből készültek.
Mindig hőpajzzsal a Nap felé (jhuapl.edu)
A Parker Solar Probe a Nap-közelben haladva, a nagyjából tíz napig tartó tudományos fázisokban önállóan végez megfigyeléseket, ilyenkor a földi kommunikáció nagyrészt szünetel. A keringés jelentősebb részét ezután a mért adatok továbbítására fordítják. Ilyenkor is vannak időszakok, amikor
a kommunikáció megszakad, amikor az antenna a szonda Nap felé forduló hőpajzsának árnyékába kerül,
vagy a Nap sugárzása túlterhelheti a kommunikációs kapcsolatot.
A tervek szerint a Parker 2025-ben még kétszer, március 22-én és június 19-én kerül Nap-közelbe. Ezt követően is folytatja keringését, de tolómotorjai üzemanyagának elfogytával irányíthatatlanná válik. Emiatt műszerei egy idő után óhatatlanul ki lesznek téve a Nap teljes sugárzásának, amely várhatóan elpusztítja azokat. A hőpajzs azonban még beláthatatlan ideig keringhet a Nap körül.
Nyitókép: NASA, Steve Gribben illusztrációja
