Op zaterdag, NASA lanceerde een gewaagde missie om rechtstreeks in de atmosfeer van de zon te vliegen, met een ruimtevaartuig genaamd de Parker Solar Probe, naar zonneastrofysicus Eugene Parker. Het ongelooflijk veerkrachtige schip, vaag gevormd als een gloeilamp ter grootte van een kleine auto, werd vroeg in de ochtend gelanceerd vanaf Cape Canaveral Air Force Station in Florida. Zijn baan zal recht op de zon gericht zijn, waar de sonde dichter bij het zonneoppervlak zal komen dan enig ander ruimtevaartuig in de geschiedenis.

De sonde zal in een baan om de verschroeiende corona draaien, bestand tegen ongekende niveaus van straling en hitte, om gegevens over de activiteit van de zon naar de aarde terug te stralen. Wetenschappers hopen dat dergelijke gegevens de fysica van stellair gedrag zullen verlichten. De gegevens zullen ook helpen om vragen te beantwoorden over hoe de zon windt, uitbarstingen, en fakkels vormen het weer in de ruimte, en hoe die activiteit het leven op aarde kan beïnvloeden, samen met astronauten en satellieten in de ruimte.

Verschillende onderzoekers van MIT werken mee aan de missie, waaronder co-hoofdonderzoekers John Belcher, de klasse van 1992 hoogleraar natuurkunde, en John Richardson, een hoofdonderzoeker in het Kavli Institute for Astrophysics and Space Research van MIT. MIT News sprak met Belcher over de historische missie en haar wortels bij het Instituut.

Vraag:Dit moet een extreem voertuig zijn om de zonnestraling van zo dichtbij te weerstaan. Wat voor soort effecten zal de sonde ervaren als hij om de zon draait, en hoe zit het met het ruimtevaartuig om het op koers te houden?

A:Het ruimtevaartuig zal zo dicht als 3,9 miljoen mijl naar de zon komen, ruim binnen de baan van Mercurius en meer dan zeven keer dichterbij dan enig ruimtevaartuig ooit is gekomen. Deze afstand is ongeveer 8,5 zonnestralen, zeer dicht bij het gebied waar de zonnewind wordt versneld. Op deze afstanden zal de zon meer dan 500 keer helderder zijn dan op aarde lijkt, en deeltjesstraling van zonneactiviteit zal hard zijn.

Om te overleven, het ruimtevaartuig vouwt zijn zonnepanelen in de schaduw van zijn beschermende zonnescherm, net genoeg van de speciaal gehoekte panelen in het zonlicht laten om stroom dichter bij de zon te leveren. Om deze ongekende onderzoeken uit te voeren, het ruimtevaartuig en de instrumenten zullen worden beschermd tegen de hitte van de zon door een 4,5-inch dik koolstof-composiet schild, die bestand moet zijn tegen temperaturen buiten het ruimtevaartuig die bijna 2 bereiken, 500 graden Fahrenheit.

V:Welke gegevens zal de sonde verzamelen, en welke inzichten hopen wetenschappers uiteindelijk uit deze gegevens te halen?

A:Er zal een verscheidenheid aan instrumenten zijn om zonnedeeltjes en velden in de buurt van de zon te meten, inclusief een energiezuinig plasma-instrument, een magnetometer, en een reeks energetische deeltjesinstrumenten. Deze zullen helpen bij het bepalen van de structuur en dynamiek van de magnetische velden bij de bronnen van zonnewind, de energiestroom volgen die de corona verwarmt en de zonnewind versnelt, en bepalen welke mechanismen energetische deeltjes versnellen en transporteren.

De versnelling van de zonnewind is nog steeds een openstaande vraag, vooral omdat alle versnelling voorbij is tegen [de tijd dat de wind heeft gereisd] 25 zonnestralen. De aarde bevindt zich op 215 zonnestralen, dus we hebben nooit de meest cruciale waarnemingen dicht bij de zon gedaan. Alleen door zo dicht bij de zon te komen, hebben we een kans om definitief te antwoorden op wat de wind versnelt. De grote vraag is of thermische processen of golfversnellingsprocessen het belangrijkst zijn, of allebei.

V:Wat is de rol van MIT in dit streven?

A:John Richardson en ik zijn mede-onderzoekers van het Solar Wind Electrons Alphas and Protons (SWEAP)-onderzoek voor de missie. De hoofdonderzoeker, Professor Justin Kasper van de Universiteit van Michigan, is afgestudeerd aan het MIT en werd opgeleid door Alan Lazarus, werken aan de Faraday-beker die in 2014 op de DSCOVR-satelliet werd gelanceerd.

De SWEAP Investigation is de set instrumenten op het ruimtevaartuig die tijdens deze ontmoetingen direct de eigenschappen van het plasma in de zonneatmosfeer zullen meten. Een speciaal onderdeel van SWEAP is een klein instrument dat direct in de zon rond het beschermende hitteschild van het ruimtevaartuig kijkt, het enige instrument op het ruimtevaartuig om dit te doen. Hierdoor kan SWEAP een monster van de atmosfeer van de zon opvegen, onze ster, voor het eerst op deze afstanden.

Dit kleine instrument dat rond het hitteschild kijkt, is een kopje van Faraday, en is een directe afstammeling van het eerste instrument om het bestaan ​​van de supersonische zonnewindexpansie te meten. Die meting is uitgevoerd door professor Herb Bridge, Dr. Al Lazarus, en professor Bruno Rossi, [helemaal MIT], op Explorer 10 in 1961.

Tegelijkertijd meet de zonnesonde Faraday-beker de eigenschappen van de zonnewind dicht bij de zon op 8 zonnestralen, een zuster Faraday-beker op Voyager (gelanceerd in 1977) zal waarschijnlijk plasma meten in de lokale interstellaire ruimte, geheel buiten de zonneatmosfeer, meer dan 100 astronomische eenheden, of 20, 000 zonnestralen. Dit Voyager 2-instrument is al meer dan 40 jaar in de ruimte, gegevens consequent naar de aarde terugsturen. Dus twee sondes die hun afstamming traceren naar MIT Professor Herb Bridge zullen metingen doen aan tegenovergestelde uiteinden van het zonnestelsel, van zo dicht als je kunt bij de zon tot zo ver weg als het lokale interstellaire medium.

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), een populaire site met nieuws over MIT-onderzoek, innovatie en onderwijs.