science >> Wetenschap >  >> Astronomie

De Parker Solar Probe wordt bekogeld door hypervelocity stof. Kan het het ruimtevaartuig beschadigen?

Artist's image van Parker met de grafieken en afbeeldingen die bij het onderzoek horen. Krediet:NASA / JHUAPL / LASP

Er is een behoorlijk groot nadeel aan heel snel gaan:als je ergens mee wordt geraakt, zelfs als het klein is, kan het pijn doen. Dus wanneer het snelste kunstmatige object ooit - de Parker Solar Probe - wordt geraakt door stofkorrels die een fractie van de grootte van een mensenhaar hebben, richten ze nog steeds schade aan. De vraag is hoeveel schade, en kunnen we mogelijk iets leren van hoe die schade precies ontstaat? Volgens nieuw onderzoek van wetenschappers van de Universiteit van Colorado in Boulder (UCB) is het antwoord op de tweede vraag ja, in feite kunnen we dat.

Parker vaart door het binnenste zonnestelsel in zijn baan rond de zon met een koele 180 km/s (400.000 mph). Maar de omgeving waar hij doorheen reist is allesbehalve koel - de sonde heeft de hulp nodig van een gigantisch hitteschild om ervoor te zorgen dat de volledige kracht van een ster zijn ingewanden niet volledig vernietigt. Dat hitteschild is echter niet altijd in de richting gericht waar het vaartuig doorheen gaat, dus het kan het gevoelige binnenlichaam niet voortdurend beschermen tegen eventuele stofinslagen, waarvan sommige kunnen gebeuren met een verbazingwekkende 10.800 km / u (6.700 mph).

Dus wat gebeurt er als dat stof het ruimtevaartuig raakt? Gewoonlijk verdampen de korrels eerst en dan ioniseren ze, wat de ionen en elektronen scheidt die de atomen van de korrel vormen, wat resulteert in een plasma. Deze plasma's veroorzaken zelf een kleine explosie die slechts een duizendste van een seconde duurt. Grotere korrels kunnen echter daadwerkelijk puin veroorzaken. Een deel van dat puin is gemaakt van verdampt stof, maar een deel ervan kunnen kleine delen van Parker zelf zijn die door de stofkorrel worden weggeblazen.

Er is nog een ander gevolg van deze inslagen die niet zo zichtbaar zijn voor het blote oog:ze verstoren het elektromagnetische veld rond de sonde. Die verstoring is wat Dr. David Malaspin van het Laboratorium voor Atmosferische en Ruimtefysica bij UCB gebruikt om nog meer te weten te komen over de lokale omgeving van Parker.

Tegoed:NASA

Omdat het dichter bij de zon staat dan enig ander kunstmatig object, baadt Parker constant in de zonnewind - een stroom plasma die uit de zon komt. Plasma bestaat uit elektrisch geladen ionen en elektronen, dus het heeft ook een bijbehorend magnetisch veld. Elk ander geïntroduceerd plasma, zoals dat als gevolg van de stofbotsingen met Parker, zou dat magnetische veld beïnvloeden.

Parker heeft zijn eigen reeks magnetisch gevoelige instrumenten waarmee het het magnetische veld van de zon kan volgen. Maar ze zijn ook nuttig bij het detecteren hoe het plasma dat wordt gecreëerd door de botsingen van Parker met stof, wordt meegesleurd door de zonnewind. Hoewel die gegevens helpen bij het begrijpen van enkele van de omgevingsomstandigheden van de "zodiakale wolk" - een grote stofwolk die zich in de buurt van de zon bevindt - kunnen ze ook nuttig zijn om te begrijpen hoe kleinschalige ionisatieprocessen overal interageren met de zonnewind. Dat kan met name handig zijn bij het modelleren van de interactie van de atmosfeer van Venus of Mars met de zonnewind.

Scott Manley onderzoekt de eerste resultaten van Parkers missie.

Als onderdeel van die magnetische studie keken de onderzoekers ook naar een deel van het puin dat van de sonde zelf was afgetrapt. In sommige gevallen bevond het puin zich in minder dan ideale posities, zoals recht voor een navigatiecamera, waardoor een streep in het beeld of zonlicht erin weerkaatste en de sonde even desoriënteerde. Voor een missie als Parker, die constant waakzaam moet zijn over zijn oriëntatie, anders wordt hij gebakken door de zon, zou een dergelijke desoriëntatie een einde kunnen maken aan de hele missie.

Voorlopig heeft Parker nog veel meer missie te gaan. Zijn primaire taak loopt tot 2025, met nog eens vijftien banen rond de zon gepland bovenop de negen die hij al heeft voltooid sinds de lancering in 2018. Hopelijk kan hij de komende vier jaar operationeel blijven terwijl hij de titel behoudt van "meest gezandstraalde ruimtevaartuigen" naast zijn andere onderscheidingen.