تخطط ناسا لبناء مركبة فضائية تزور الشمس

ستكون المركبة الفضائية التي ستكون صلبة بما يكفي للاقتراب أكثر فأكثر من الشمس في كل مرة قادرة على تقديم رؤى جديدة حول الظواهر الموجودة على الكوكب والتي تؤثر على الكواكب، بما في ذلك الأرض * وكمكافأة علمية، ستقترب المركبة الفضائية أيضًا من كوكب الزهرة عدة مرات مرات بمعدات أكثر بكثير من المركبات الفضائية السابقة التي استكشفت الكوكب

لأكثر من 400 عام، كان العلماء يدرسون الشمس من بعيد، والآن قررت وكالة ناسا الذهاب إلى هناك. يقول كبير علماء المشروع ليكا جودهاكورتا من مقر وكالة ناسا: "سنقوم بدراسة كوكب حي يتنفس لأول مرة". "هذه منطقة من النظام الشمسي لم يتم بحثها بعد وفرص الاكتشافات هناك كثيرة.

اسم المهمة - Solar Probe Plus، وهي مركبة فضائية مصممة لتكون مقاومة للحرارة بحيث يمكنها الدخول إلى عمق الغلاف الجوي للشمس حيث يمكنها أخذ عينات من الجزيئات من الرياح الشمسية ودراسة ظاهرة المغناطيسية مباشرة. ومن غير المتوقع الإطلاق قبل عام 2015. وبحلول نهاية المهمة، أي بعد سبع سنوات، يعتقد العلماء أن Solar Probe Plus سوف يحل الألغاز العظيمة للفيزياء الفلكية ويحقق العديد من الاكتشافات على طول الطريق.
يقول جوداكورتا إن المركبة الفضائية لا تزال حاليًا في مراحل التخطيط الأولى وحتى الأولية في مقر ناسا. "لا يزال أمامنا الكثير من العمل، لكنه مثير للغاية."

سيقوم مختبر الفيزياء التطبيقية (APL) في جامعة جونز هوبكنز بتصميم وبناء المركبة الفضائية لناسا. تتمتع APL بخبرة في إرسال المركبات الفضائية إلى الشمس، وقد أكملت المركبة الفضائية Mercury Messenger بالفعل أول رحلة اقتراب لها حول كوكب عطارد في يناير 2008، وستكون العديد من تقنيات الحماية الحرارية التي يستخدمها Messenger قادرة على تعزيز المركبة الفضائية الجديدة. بالمناسبة، تسمى المركبة الفضائية Solar Probe Plus لأن تصميمها يعتمد على تصميم سابق من عام 2005 لمركبة فضائية تعرف باسم Solar Probe.

وعند أقرب نقطة ستكون مسافة المركبة الفضائية من الشمس سبعة ملايين كيلومتر أو تسعة أنصاف أقطار الشمس. يجب أن يتحمل الدرع الحراري للمركبة الفضائية، والذي سيتم بناؤه من الكربون المركب، درجات حرارة تزيد عن 1,400 درجة مئوية، وسيكون قادرًا على النجاة من انفجارات الإشعاع بمستويات لم تشهدها مركبة فضائية سابقة. وبطبيعة الحال، سيتم تشغيل المركبة الفضائية بالطاقة الشمسية. وسوف تحصل على الكهرباء من مجمعات الطاقة الشمسية المبردة بالسوائل، وسوف تكون قادرة على الاختباء خلف درع الشمس عندما يكون إشعاع الشمس قويا للغاية. في مثل هذه المسافات يكون عرض الشمس أكبر 23 مرة من عرض سماء الأرض.

اللغزان اللذان يواجهان مخططي المركبات الفضائية والذين من المفترض أن تقدم البعثة أجوبة لهما هما ما هي درجة الحرارة في هالة الشمس، وكيف تتسارع الرياح الشمسية. أما اللغز الأول – الإكليل: فإذا ألصقنا مقياس حرارة على سطح الشمس، فسوف يظهر حوالي 6,000 درجة مئوية. يقول الحدس أنه كلما ابتعدنا، ستنخفض درجة الحرارة، ولكنها بدلاً من ذلك ترتفع. الغلاف الجوي الخارجي للشمس - الإكليل، أكثر سخونة من مليون درجة مئوية، أي بمئات الأمتار من سطح الشمس تحتها. ولا تزال درجة الحرارة المرتفعة هذه لغزا بعد مرور ستين عاما على قياسها.

أما بالنسبة لغز الرياح الشمسية، فإن الشمس تبعث جسيمات مشحونة بسرعة مليون كيلومتر في الساعة وأكثر، عابرة النظام الشمسي. الكواكب والمذنبات والكويكبات - الجميع يشعر بها. والغريب أنه لا توجد إشارة لوجود الرياح الشمسية بالقرب من سطح الشمس، ولكنها بالقرب من الكواكب عبارة عن عاصفة حقيقية. وفي مكان ما بينهما، هناك عامل غير معروف يمنح الرياح الشمسية سرعتها الهائلة. والسؤال هو ما هو هذا العامل.

ولحل هذه المشكلة، سيتم تضمين Soler Prove Plus فعليًا في العريضة، كما يقول Gohdakurta. ستشمل حمولة المركبة الفضائية بشكل أساسي أدوات مصممة لاستشعار البيئة المباشرة للمركبة الفضائية - مقياس المغناطيسية، ومستشعر موجة البلازما، ومستشعر الغبار، ونظام تحليل الإلكترونات والأيونات، وأدوات الاختراق التي ستخبرنا بكل ما نحتاج إلى معرفته للتحقيق في السر. وقالت: "من ارتفاع حرارة الهالة وتسارع الرياح الشمسية".

جهاز الاستشعار عن بعد الوحيد الذي سيتم تركيبه على Solar Probe Plus سيكون عبارة عن كاميرا يمكنها تصوير نصف الكرة الأرضية (H1 للاختصار). هذا تلسكوب سيلتقط صورًا ثلاثية الأبعاد لهالة الشمس تشبه الماسح الضوئي المقطعي الطبي. التقنية المعروفة باسم التصوير المقطعي الإكليلي هي طريقة جديدة تماما لتصوير الشمس وهي ممكنة فقط لأن الصور مأخوذة من مركبة فضائية تتحرك بالقرب من الشمس، تمر عبر السحب والتيارات الإكليلية وتصويرها أثناء مرورها عبرها.

وكما ذكرنا، فإن النية هي إطلاق المركبة الفضائية في مايو 2015، بحيث تقترب من الشمس في نهاية الدورة الرابعة والعشرين للبقع الشمسية، وتنتهي نحو الحد الأقصى للطاقة الشمسية - منتصف (وذروة) الدورة الخامسة والعشرين في عام 24. سيسمح ذلك للمركبة الفضائية بأخذ عينات من الهالة والرياح الشمسية في مراحل عديدة من الدورة الشمسية. سيضمن الإطلاق في هذا التاريخ حدوث عدد كبير من العواصف الشمسية قرب نهاية المهمة. ويشتبه الباحثون في أن العديد من الجسيمات الخطيرة التي تنتجها العواصف الشمسية تكتسب تسارعًا في الهالة، وهو المكان الذي ستمر به المركبة الفضائية Solar Probe Plus بالضبط. ستكون المركبة الفضائية قادرة على مراقبة العملية أثناء العمل وإظهار للباحثين كيفية التنبؤ بأحداث الجسيمات النشطة التي تهدد صحة وسلامة رواد الفضاء في الفضاء.

سيقوم Soler Prove Plus باختراق الهالة بشكل متكرر. ولهذا الغرض، سيستخدم مشغلوها قوة الجاذبية لكوكب الزهرة. ستقفز المركبة الفضائية سبع مرات بين الشمس والزهرة خلال ست سنوات لتوجيه المركبة الفضائية في كل مرة إلى عمق أكبر وأعمق في الغلاف الجوي للشمس. والمكافأة هي أنه على الرغم من أن كوكب الزهرة لن يكون الهدف الأساسي للمهمة، إلا أن علماء الفلك قد يتعلمون حقائق جديدة حول الكوكب عندما تمر المركبة الفضائية المجهزة بمعدات ثقيلة.

يقول جوداكورتا: "إن Solar Probe Plus هي مهمة غير عادية للبحث والاكتشافات وتعميق الفهم". "نحن نتطلع بالفعل إلى تفعيلها."

للحصول على معلومات على موقع ناسا