سوف تلتقط مهمة المركبة الشمسية المدارية صورًا لقطبي الشمس

في يوم الأحد 9 فبراير، تتعاون وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية (ESA) معًا لإطلاق مهمة جديدة لدراسة شروق الشمس. إغلاق: المركبة الشمسية المدارية، والتي ستنظر إلى مناطق غير مرئية سابقًا من الشمس لتتعرف على الحياة الداخلية المعقدة لكوكبنا نجمة.

تصوير قطبي الشمس لأول مرة

ستذهب المهمة إلى حيث لم يذهب أي مراقب من قبل: فوق القطبين الشمالي والجنوبي للشمس. تصوير القطبين مهم بشكل خاص للنمذجة مناخ الفضاءلأن ذلك يتطلب نموذجًا دقيقًا لكامل المجال المغناطيسي للشمس. بالإضافة إلى ذلك، يُعتقد أن القطبين يلعبان دورًا في دورة البقع الشمسية، وهي بقع داكنة تظهر على سطح الشمس والتي تأتي وتذهب في دورة مدتها 11 عامًا تقريبًا. لا يزال العلماء ليس لديهم أي فكرة عن سبب وجود هذه الدورة التي تستمر 11 عامًا، لكن النظر إلى المجالات المغناطيسية للقطبين يمكن أن يقدم إجابة.

بفضل أدوات التصوير المتقدمة الموجودة على متنها، ستكون مهمة Solar Orbiter هي أقرب كاميرا مواجهة للشمس وصلت إلى النجم. وقال دانييل مولر، عالم مشروع وكالة الفضاء الأوروبية للمهمة في المركز الأوروبي لأبحاث وتكنولوجيا الفضاء في هولندا: "ستكون أرضًا مجهولة". "هذا هو حقا العلم الاستكشافي."

الحفاظ على المركبة الفضائية آمنة من حرارة الشمس

ستدخل المركبة الشمسية المدارية إلى مدار بيضاوي الشكل للغايةأي أنه يدور حول الشمس بشكل بيضاوي، ويقترب في بعض النقاط منه في نقاط أخرى. وهذا يجلب معه تحديات إدارة درجة الحرارة، كما تقول آن باكروس، مديرة الحمولة في المركز الأوروبي لأبحاث وتكنولوجيا الفضاء التابع لوكالة الفضاء الأوروبية في هولندا. شرح: "على الرغم من أن Solar Orbiter يقترب كثيرًا من الشمس، إلا أنه يذهب أيضًا بعيدًا جدًا. علينا أن ننجو من الحرارة العالية والبرد الشديد”.

تتقلب درجات الحرارة هذه من -300 درجة فهرنهايت في برودة الفضاء، وصولاً إلى 932 درجة فهرنهايت عند أقرب نقطة إلى الشمس، على بعد 26 مليون ميل. للتعامل مع هذا الاختلاف، تم تجهيز المركبة المدارية بدرع حراري يبلغ وزنه 324 رطلاً يمكنه عكس الأشعة فوق البنفسجية توجد حرارة وإشعاع هائلان بالقرب من الشمس، ويمكنهما تحمل درجات حرارة تصل إلى 970 درجة فهرنهايت.

يتكون الدرع من طبقات من صفائح رقيقة من رقائق التيتانيوم، والتي تعكس الحرارة بشكل كبير دون أن تكون ثقيلة جدًا. يتم وضع هذه الطبقات فوق قاعدة من الألومنيوم، وهي على شكل قرص العسل لتكون قوية ولكنها خفيفة الوزن أيضًا، ومغطاة بطبقة عازلة أكثر. توفر القاعدة القوة، مع أقواس من التيتانيوم متصلة بها لتثبيت طبقات الرقائق في مكانها. والأهم من ذلك، أن هناك فجوة بقياس 10 بوصات في الدرع تسمح للحرارة بالتنفيس إلى الفضاء، بالإضافة إلى فتحات للأدوات الموجودة على متن الطائرة للرؤية من خلالها.

وهناك قطعة أخيرة للدرع، ولكنها قديمة الطراز إلى حد ما بالنسبة لمثل هذه الحرفة الحديثة. الدرع مطلي بمسحوق داكن يشبه الفحم أو الأصباغ المستخدمة في لوحات الكهوف القديمة، مما يحمي المركبة من الأشعة الشمسية فوق البنفسجية. وقال باكروس: "من المضحك أن شيئًا متقدمًا تقنيًا مثل هذا هو في الواقع قديم جدًا".

الانطلاق في مدار شديد الميل

ال يتم الإطلاق في مجمع الإطلاق الفضائي 41 في كيب كانافيرال، فلوريدا، مع المركبة على متن صاروخ United Launch Alliance Atlas V. للوصول إلى هدفه، ستستخدم المركبة المدارية جاذبية كل من الأرض والزهرة للتأرجح بعيدًا عن مستوى مسير الشمس. هذا هو السهل المسطح، الذي يخرج تقريبًا من خط استواء الشمس، والذي تتواجد فيه معظم الأجسام في النظام الشمسي.

ومن خلال التأرجح خارج هذا المستوى، سيتمكن المسبار من رؤية الشمس من زاوية مختلفة، ورؤية مناطق جديدة منها مثل قطبيها. "حتى ظهور Solar Orbiter، كانت جميع أدوات التصوير الشمسي موجودة داخل مستوى مسير الشمس أو قريبة جدًا منه،" راسل هوارد، عالم الفضاء قال عالم في مختبر الأبحاث البحرية في واشنطن العاصمة، والباحث الرئيسي لواحدة من أدوات سولار أوربيتر العشرة، في تقرير له: إفادة. "الآن، سنكون قادرين على النظر إلى الشمس من الأعلى."

وعبر مهمتها، ستصل المركبة المدارية إلى ميل قدره 24 درجة فوق خط الاستواء، ومن المحتمل أن تصل إلى 33 درجة إذا امتدت المهمة لمدة ثلاث سنوات كما هو مخطط لها.

مهمتان للطاقة الشمسية أفضل من واحدة

إن Solar Orbiter ليس الأداة الوحيدة التي لدينا لفحص الشمس. دخل مسبار باركر الشمسي التابع لناسا إلى مداره حول الشمس في عام 2018، وقد دخل بالفعل لقطات ملتقطة للرياح الشمسية والصورة الأولى من داخل جو الشمس. يقترب مسبار باركر الشمسي من الشمس مثلما يفعل المسبار الشمسي، حيث يصل إلى مسافة 4 ملايين ميل فقط من الشمس، ولكن لديه معدات محدودة على متنه.

والفكرة هي أن المركبتين ستعملان جنبًا إلى جنب، حيث يقوم باركر بدراسة الشمس عن قرب بينما تقوم المركبة المدارية بجمع المزيد من البيانات لوضع نتائج باركر في سياقها. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام كلتا المركبتين لقياس نفس تيارات الرياح الشمسية في أوقات مختلفة.

وقالت تيريزا نيفيس شينشيلا، نائبة عالم مشروع ناسا للمهمة: "إننا نتعلم الكثير مع باركر، وإضافة Solar Orbiter إلى المعادلة لن يؤدي إلا إلى جلب المزيد من المعرفة".

الجدول الزمني للمهمة

بعد إطلاقها، من المفترض أن تقوم المركبة الشمسية المدارية بأول تحليق لها حول كوكب الزهرة في ديسمبر 2020، ثم تقوم برحلتها الأولى المخطط لها حول الأرض في نوفمبر 2021. وبحلول عام 2022، سيقترب لأول مرة من الشمس، حيث سيصل إلى مسافة 31 مليون ميل. وبحلول عام 2025 سيصل ميله إلى 17 درجة، وبحلول عام 2027 سيصل إلى 24 درجة. وإذا تم تمديد المهمة، فيمكن أن تستمر لمدة ثلاث سنوات إضافية بالإضافة إلى مهمتها الرئيسية التي تبلغ سبع سنوات.

توصيات المحررين

• تُظهر صورة Solar Orbiter وجه الشمس المغلي والمتأجج
• تقوم التلسكوبات بتشغيل أحدث نهج لـ Parker Solar Probe تجاه الشمس
• شاهد توهج الشمس بفضل مرصد ديناميكيات الطاقة الشمسية
• مسبار ناسا يصبح أول مسبار في التاريخ "يلمس" الشمس
• ستقوم Solar Orbiter بأداء أخطر تحليق لها قبل التوجه إلى الشمس