أطلقت ناسا مركبة فضائية من أجل “لمس” الشمس للمرة الأولى – وإليك كيفية ذلك

لمس النجم ليس بالأمر السهل. فالشمس عبارة عن كتلة ضخمة من البلازما الحارقة التي تولد فوضى من الحقول المغناطيسية ويمكنها إطلاق العنان لتفجيرات جسيمات قاتلة في لحظة.

الهدف من المهمة البالغة 2 مليار دولار (1.4 مليار دولار) هو الوصول الى نطاق 4 ملايين ميل (6.4 مليون كيلومتر) من الشمس، وهي قريبة بما يكفي لدراسة الغلاف الجوي الغامض للرياح، والرياح الشمسية، وغيرها من الصفات.

قد تساعد المعلومات التي تم جمعها من قبل المسبار على التنبؤ بشكل أفضل بتفجيرات الطاقة الشمسية العنيفة التي يمكن أن تطغى على الشبكات الكهربائي، وتؤذي الأقمار الصناعية، وتعطل الإلكترونيات، وربما تؤدي إلى خسائر بقيمة تريليونات الدولارات.

ومن المقرر إطلاق المركبة الفضائية من ساحل ولاية فلوريدا يوم السبت الساعة 3:33 صباحا بتوقيت شرق الولايات المتحدة، إذا كان الطقس سيتعاون، على الرغم من أن ناسا قامت خلال 23 أغسطس بإطفاء مسبارها. سوف تصل PSP إلى الشمس بعد أشهر قليلة من إطلاقها.

فيما يلي بعض من الظروف القاسية والتحديات الهائلة التي يتعين على مسبار ناسا أن يتجاوزها ليحقق مهمته غير المسبوقة.

لمس النجم عملية صعبة

أول عقبة على المركبة أن تتجاوزها هو عبور الأرض.

للقيام بالرحلة، سيقود المسبار صواريخ دلتا 4 الثقيلة، التي تعد واحدة من أقوى مركبات الإطلاق التشغيلي على الأرض (على الرغم من أنها ليست قوية مثل نظام فالكون الثقيل الجديد من سبيس إكس).

اختارت ناسا هذا الصاروخ لأنه من الصعب الوصول إلى الشمس، التي تبعد 93 مليون ميل (150 مليون كيلومتر).

تدور الأرض حول الشمس بسرعة تصل إلى 107000 كيلومتر (66،500 ميل) في الساعة، وكذلك مع اي شيء يتم إطلاق من الكوكب. وقالت وكالة ناسا في شريط فيديو عن مهمتها: إن على PSP أن تبطئ من سرعتها الى نحو 85،000 كيلومتر في الساعة نحو الشمس.

ثلاث مراحل صاروخية مختلفة (إطلاق صاروخ بعد نفاد وقود الآخر) دلتا 4 سوف تساعد بشكل كبير مع تعزيز المركبة PSP نحو ذلك الهدف، لكن لا يكفي أن يطير المسبار بالقرب من الشمس بشكل متكرر.

وبدلاً من ذلك، سيطلق الصاروخ المسبار على درب باتجاه كوكب الزهرة، وهو كوكب سيطير فوقه سبع مرات على مدى ست سنوات. إن مجال الجاذبية القوي في العالم سيساعد تدريجياً على امتصاص “الحركة الجانبية” التي تقدمها PSP من قبل الأرض وتوجيهها بشكل أقرب وأقرب إلى الشمس.

نتيجة هذا الرقص المداري هو أن PSP ستسقط نحو الشمس بشكل أسرع وأسرع بعد كل تمريرة. في المدار الأول للشمس في نوفمبر 2018 ، سيكون المسبار على بعد 15.4 مليون ميل (25 مليون كيلومتر) من الشمس.

حوالي 21 مدارًا في وقت لاحق، في ديسمبر 2024، سوف يقترب نحو 4 ملايين ميل (6.4 مليون كيلومتر) من الشمس، يسافر بسرعة حوالي 692،000 كيلومتر (430،000 ميل) في الساعة نسبة إلى النجم.

ومن شأن تحقيق هذه السرعة أن يجعل مركبة PSP أسرع مركبة بشرية في الفضاء.

تبلغ سرعتها 120 ميلاً (193 كم) في الثانية – بسرعة كافية للسفر من نيويورك إلى طوكيو في أقل من دقيقة – وثلاث مرات أسرع من المركبة الفضائية جونو التابعة لناسا، والتي تتخطى كوكب المشتري بسرعة 209،000 كيلومتر (130،000 ميل) لكل ساعة.

كيف يمكنها أن تطير خلال الجحيم وتعود

خلال رحلتها، يجب على PSP أن تتحمل أشعة الشمس التي هي اقوة بثلاثة آلاف مرة من قوة الاشعة على الأرض. خارج المركبة الفضائية، في الحدود الخارجية لهالة الشمس أو الغلاف الجوي، قد تصل درجات الحرارة إلى 1،371 درجة مئوية (2500 درجة فهرنهايت) – حار بدرجة كافية لتسييل الفولاذ.

كما يجب أن يتعامل المسبار مع “الرياح الشمسية” للجسيمات المشحونة عالية الطاقة التي يمكن أن تعبث بالإلكترونيات.

إن مفتاح حماية المسبار، بالإضافة إلى مستشعراته لقياس الحقول المغنطيسية للشمس والرياح الشمسية، هو عبارة عن درع حراري خاص يسمى نظام الحماية الحرارية.

مصنوعة من 4.5 بوصة (11.5 سم) من الرغوة الكربونية المحصورة بين صفحتين من المركّبات الكربونية، الدرع الذي يبلغ عرضه 8 أقدام سوف يمتص ويحرف الطاقة الشمسية التي قد تحرق المجس.

كما سيساعد نظام تبريد المياه في منع الألواح الشمسية للمركبة الفضائية من الحرق والحفاظ على المركبة الفضائية 85 درجة فهرنهايت (29 درجة مئوية).

مهمة PSP هي كسر لغزين عمرهما 60 عامًا: لماذا تمتلك الشمس ريحًا شمسية على الإطلاق، وكيف يمكن للهالة – الغلاف الجوي الخارجي للنجم – أن تصل إلى ملايين الدرجات.

كل من العوامل الأساسية لفهم ما يؤدي إلى العواصف الشمسية المدمرة المحتملة.

وقال نيكولا فوكس، عالم الفيزياء الشمسية في مختبر جامعة جونز هوبكنز للفيزياء التطبيقية، خلال مؤتمر صحفي عقدته وكالة ناسا في عام 2017: “إن هذا يتحدى قوانين الطبيعة. إنه يشبه جريان المياه صعودا”.

وقال فوكس، وهو عالم مشروع في البعثة الجديدة: “حتى تذهب إلى هناك وتلمس الشمس، لا يمكنك الإجابة على هذه الأسئلة”.

يمكنك مشاهدة إطلاق المركبة psp نحو الشمس يوم السبت 11 أغسطس، حوالي الساعة 3 صباحًا بتوقيت شرق الولايات المتحدة عبر تلفزيون NASA.

ستنتهي مهمة المسبار بعد عدة سنوات من الآن، بعد أن تنفذ من وقودها الدافع، سوف تحتاج إلى إبقاء درعها الحراري موجه إلى الشمس.

ترجمة: زيد عبدالله

المصادر: 1