Το Parker Solar Probe είναι μια εκπληκτική διαστημική αποστολή που έσπασε το ένα ρεκόρ μετά το άλλο. Έφτασε πιο κοντά στον Ήλιο από οποιοδήποτε άλλο διαστημόπλοιο και έγινε το ταχύτερο ανθρώπινο κατασκεύασμα στην ιστορία. Στο παρακάτω βίντεο γνωρίζουμε τα σπουδαία επιτεύγματά του.
Στις 12 Αυγούστου του 2018 το διαστημόπλοιο Parker Solar Probe εκτοξεύθηκε απ’ το ακρωτήρι Κανάβεραλ, με προορισμό τη γειτονιά του Ήλιου. Σκοπός του σκάφους ήταν να πλησιάσει όσο πιο κοντά γίνεται στον Ήλιο και να μας δώσει πολύτιμες πληροφορίες για τα ηλιακά φαινόμενα και την αλληλεπίδραση της ηλιακής ατμόσφαιρας με το διάστημα.
Έχει, όμως, ατμόσφαιρα ο Ήλιος; Κατά μια έννοια, ναι. Ο ηλιακός δίσκος που βλέπουμε με τα μάτια μας είναι η φωτόσφαιρα δηλαδή το κατώτερο μέρος της ηλιακής ατμόσφαιρας. Γύρω από αυτήν είναι ένα πολύ λεπτό στρώμα που ονομάζεται χρωμόσφαιρα και μια περιοχή που εκτείνεται σε μεγάλη απόσταση γύρω από τον Ήλιο και ονομάζεται ηλιακό στέμμα. Το ηλιακό στέμμα διακρίνεται εύκολα στις φωτογραφίες των εκλείψεων του Ηλίου μιας και δημιουργεί μια ακανόνιστη άλω γύρω από τον ηλιακό δίσκο. Το Parker Solar Probe έπρεπε να καταφέρει να εισέλθει στο ηλιακό στέμμα και να επιβιώσει παρά τις ακραίες συνθήκες που επικρατούν εκεί.
Έτσι, σχεδιάστηκε μια αρκετά σύνθετη τροχιά με πολλές προσεγγίσεις του πλανήτη Αφροδίτη. Κάθε φορά που το σκάφος συναντούσε την Αφροδίτη, έχανε ένα μέρος της ενέργειάς του, με αποτέλεσμα να μικραίνει η τροχιά του και να πλησιάζει όλο και περισσότερο στον Ήλιο. Αυτός ο ελιγμός ονομάζεται «βαρυτική υποβοήθηση» ή «βαρυτική σφεντόνα» και μας επιτρέπει να εκμεταλλευόμαστε τη βαρύτητα ενός ουράνιου σώματος, ώστε να μεταβάλλουμε την τροχιά του διαστημοπλοίου – χωρίς να ξοδεύουμε καύσιμα.
Κατά την τρίτη προσέγγιση της Αφροδίτης, οι ερευνητές έστρεψαν την κάμερα του σκάφους προς τη νυχτερινή πλευρά του πλανήτη, ώστε να μελετηθούν τα σύννεφά του. Προς έκπληξη όλων, η κάμερα κατέγραψε ορατό φως, το οποίο προερχόταν απ’ το έδαφος της Αφροδίτης! Αυτό είναι εξαιρετικά εντυπωσιακό διότι η Αφροδίτη έχει υπερβολικά πυκνά σύννεφα που δεν μας επιτρέπουν να διακρίνουμε την επιφάνειά της. Όμως, η επιφάνειά της είναι τόσο θερμή, ακόμα και τη νύχτα, που τα πετρώματά της λάμπουν ελαφρά στο κόκκινο μέρος του φάσματος, όπως λάμπει ένα πυρακτωμένο μέταλλο. Το φως αυτό πέρασε μέσα απ’ τα σύννεφα και έτσι το Parker Solar Probe έγινε το πρώτο σκάφος που κατάφερε να δει την επιφάνεια της Αφροδίτης -στο ορατό μέρος του φάσματος- απ’ το διάστημα.
Η προσέγγιση του Ηλίου
Το διαστημόπλοιο πραγματοποίησε συνολικά 7 προσεγγίσεις της Αφροδίτης, η τελευταία εκ των οποίων ήταν τον Νοέμβριο του 2024. Τελικά, στις 24 Δεκεμβρίου του 2024, το σκάφος πραγματοποίησε την κοντινότερη προσέγγιση στον Ήλιο που έχει συμβεί ποτέ στην ιστορία, πλησιάζοντας στα 6,1 εκατομμύρια χιλιόμετρα από την επιφάνειά του. Αυτή η απόσταση είναι το 4% της απόστασης Γης Ηλίου, δηλαδή αν ο Ήλιος απείχε από τη Γη 1 μέτρο, το Parker Solar Probe θα βρισκόταν μόλις στα 4 εκατοστά από την καυτή επιφάνειά του.
Για να καταλάβετε πόσο σημαντικό είναι αυτό το επίτευγμα, το προηγούμενο ρεκόρ το κατείχε το σκάφος Helios-2 απ’ το μακρινό 1976, όταν έφτασε στα 43 εκατομμύρια χιλιόμετρα απ’ την επιφάνεια του Ήλιου, δηλαδή σε απόσταση περίπου 7 φορές μεγαλύτερη από αυτήν του Parker Solar Probe.
Όταν το Parker Solar Probe έφτασε στο περιήλιο της τροχιάς του, δηλαδή, στη μικρότερη απόσταση απ’ τον Ήλιο, η επικοινωνία με τη Γη ήταν αδύνατη, λόγω του προσανατολισμού του. Μετά από 2 αγωνιώδεις ημέρες, το σκάφος έστειλε επιτέλους σήμα. Ήταν ζωντανό! Οι υπεύθυνοι του προγράμματος ξέσπασαν σε πανηγυρισμούς.
Στο περιήλιο το σκάφος έκανε ένα ακόμα σπουδαίο ρεκόρ: απέκτησε τη μεγαλύτερη ταχύτητα που έχει αποκτήσει ποτέ ανθρώπινο κατασκεύασμα, αγγίζοντας τα 692.000 km/h!1 Η ταχύτητα αυτή είναι πράγματι τεράστια! Δεν είναι, όμως, αρκετή για να ταξιδέψουμε σε άλλα πλανητικά συστήματα, μιας και ισούται μόλις με το 0,064% της ταχύτητας του φωτός. Εάν ταξιδεύαμε με αυτή την ταχύτητα, θα φτάναμε στο πλησιέστερο πλανητικό σύστημα σε 6.630 χρόνια!
Το Parker Solar Probe έγινε το πρώτο σκάφος που εισήλθε με επιτυχία στην εξωτερική ατμόσφαιρα του Ηλίου, δηλαδή στο ηλιακό στέμμα. Για την προστασία του απ’ την ακραία ακτινοβολία της περιοχής, το Parker Solar Probe είναι εξοπλισμένο με μια θερμική ασπίδα πάχους 11,4 εκατοστών από σύνθετο υλικό με ανθρακονήματα και έναν θερμομονωτικό αφρό άνθρακα εσωτερικά. Η ασπίδα αυτή είναι στραμμένη μόνιμα προς τον Ήλιο και μπορεί να προστατεύσει το σκάφος από θερμοκρασίες μέχρι τους 1.400 βαθμούς Κελσίου. Βέβαια, η θερμοκρασία στο ηλιακό στέμμα κυμαίνεται από 1 μέχρι 3 εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου! Πώς αντέχει το σκάφος και δε λιώνει;
Για να το απαντήσουμε αυτό θα πρέπει να διακρίνουμε τη διαφορά ανάμεσα στις έννοιες θερμοκρασία και θερμότητα. Η θερμοκρασία που έχει ένα σώμα εξαρτάται από το πόσο γρήγορα κινούνται τα σωματίδια που το αποτελούν. Στο ηλιακό στέμμα τα σωματίδια κινούνται εξαιρετικά γρήγορα και άρα έχει υπερβολικά υψηλή θερμοκρασία. Όμως, η περιοχή αυτή είναι δισεκατομμύρια φορές πιο αραιή από την ηλιακή επιφάνεια. Έτσι, τα σωματίδια δεν μπορούν να μεταφέρουν εύκολα ενέργεια, δηλαδή, θερμότητα, στα αντικείμενα που εισέρχονται σε αυτήν.
Ένα καλό παράδειγμα, για να κατανοήσετε το φαινόμενο είναι ένας φούρνος στους 200 βαθμούς Κελσίου: Μπορείτε να ανοίξετε την πόρτα του φούρνου και να κοιτάξετε αν το φαγητό ψήνεται καλά, χωρίς -ευτυχώς- το πρόσωπό σας να φτάσει σε αυτή τη θερμοκρασία. Από την άλλη μεριά το νερό σε μια κατσαρόλα που βράζει έχει τη μισή θερμοκρασία, δηλαδή 100 βαθμούς Κελσίου, αλλά σε καμιά περίπτωση δεν πρέπει να βυθίσετε το χέρι σας μέσα σε αυτό. Διότι το νερό μπορεί να μεταφέρει στο χέρι σας θερμότητα πολύ πιο εύκολα και γρήγορα απ’ ό,τι ο αραιός αέρας.
Έτσι, παρ’ όλο που το Parker Solar Probe βρέθηκε σε μια περιοχή εκατομμυρίων βαθμών Κελσίου, χρειάστηκε να προστατευτεί μόνο απ’ την ακτινοβολία που προέρχεται απ’ την ηλιακή επιφάνεια. Τελικά, κατά την κοντινότερη προσέγγιση στον Ήλιο, η θερμοκρασία της ασπίδας δεν ξεπέρασε τους 1.000 βαθμούς Κελσίου και τα όργανα του σκάφους παρέμειναν σε θερμοκρασία δωματίου. Δηλαδή, κάτω από τους 30 βαθμούς Κελσίου.
Η συνεισφορά της αποστολής στην επιστήμη
Το Parker Solar Probe μας δίνει πολύτιμα δεδομένα και για τη δομή του ηλιακού ανέμου. Ο ηλιακός άνεμος είναι μια ροή φορτισμένων σωματιδίων που προέρχονται από τον Ήλιο και φτάνουν στα πέρατα του ηλιακού μας συστήματος. Το σκάφος κατάφερε να εντοπίσει και να διαβεί το ακανόνιστο σύνορο ανάμεσα στον ηλιακό άνεμο και το ηλιακό στέμμα, δηλαδή το περίφημο «όριο Alfvén» (Αλβέν).
Επίσης, έχει ανιχνεύσει τουλάχιστον 20 κομήτες που περνούν ξυστά απ’ τον Ήλιο, ενώ μέσα στον ηλιακό άνεμο παρατηρήθηκε ένα φαινόμενο που είναι γνωστό ως αστάθεια Kelvin-Helmholtz. Σύμφωνα με αυτό, όταν δύο στρώματα ενός ρευστού κινούνται με διαφορετική ταχύτητα το ένα δίπλα στο άλλο, μπορεί να δημιουργηθεί μια χαοτική εικόνα στροβιλισμών, που θυμίζει τα κύματα της θάλασσας. Το φαινόμενο αυτό το έχουμε δει στις ατμόσφαιρες γιγάντων πλανητών, αλλά είναι πρώτη φορά που φωτογραφήθηκε μέσα στον ηλιακό άνεμο.
Κάτι ακόμα αξιοσημείωτο είναι ότι αυτή είναι πρώτη αποστολή της NASA στην οποία δόθηκε όνομα επιστήμονα εν ζωή. Συνήθως, τους επιστήμονες και τους σπουδαίους ανθρώπους τους τιμούμε μετά θάνατον. Ευτυχώς, εδώ έγινε μια εξαίρεση, μιας και ο Dr Eugene Parker (1927-2022) είχε συνεισφέρει πολλά στη μελέτη του Ηλίου και είχε προβλέψει την ύπαρξη του ηλιακού ανέμου από το 1958.
Το τέλος της αποστολής
Το Parker Solar Probe πέρασε και πάλι από το περιήλιο στις 22 Μαρτίου του 2025 και η αποστολή του θα συνεχίσει για μερικές ακόμα περιφορές, μέχρι να τελειώσουν τα καύσιμά του. Όταν τελικά γίνει αυτό, θα χάσει τη δυνατότητα να στρέφει την ασπίδα του προς τον Ήλιο και τα όργανά του θα εκτεθούν στη σαρωτική ηλιακή ακτινοβολία, σηματοδοτώντας τη λήξη της αποστολής.
Η συνεισφορά του σκάφους στη μελέτη της ηλιακής ατμόσφαιρας και του ηλιακού ανέμου είναι τεράστια και αναμένεται να γραφτούν αμέτρητες μελέτες βασισμένες στα δεδομένα της αποστολής.
Χάρη στην αποστολή αυτή θα κατανοήσουμε πολύ καλύτερα τον τρόπο που θερμαίνεται το ηλιακό στέμμα, τους μηχανισμούς δημιουργίας του ηλιακού ανέμου, τη μεταφορά ενέργειας από την επιφάνεια του Ηλίου προς το περιβάλλον, τη δομή του ηλιακού μαγνητικού πεδίου και πολλά-πολλά ακόμη.
Και φυσικά, μην ξεχνάτε ότι ο Ήλιος μας είναι απλώς ένα άστρο, το μόνο άστρο του Γαλαξία που μπορούμε -προς το παρόν- να επισκεφθούμε. Μελετώντας τον Ήλιο, λοιπόν, κατανοούμε καλύτερα τον τρόπο που αλληλεπιδρούν όλα τα άστρα του Σύμπαντος με το περιβάλλον τους μέσα στους γαλαξίες.
1. Το προηγούμενο ρεκόρ ανήκε και πάλι στο σκάφος Helios-2 που είχε αναπτύξει ταχύτητα 253.000 km/h.
