کاروتک

تکنولوژی و علمی

تلویزیون و سینما

تلویزیون کاروتک

کاوشگر خورشیدی پارکر ناسا در 12 آگوست 2018 با هدف مطالعه خورشید پرتاب شد و اولین فضاپیمایی است که توانسته‌ است به خورشید نزدیک شود و جان سالم به در ببرد. با کارو تک در بررسی این کاوشگر همراه باشید.

کاوشگر خورشیدی پارکر ناسا در 12 آگوست 2018 با موشک بزرگ دلتا IV پرتاب شد. مأموریت این کاوشگر خورشیدی، مطالعه دقیق خورشید با جزئیاتی بی‌سابقه است.

بر اساس بیانیه ناسا، این کاوشگر خورشیدی انقلابی، اولین فضاپیمایی بود که هنگامی که به داخل جو بیرونی خورشید یا همان تاج خورشید رفت، خورشید را لمس کرد. این کاوشگر در طول عمر هفت ساله خود، 24 گردش به دور خورشید را تکمیل خواهد کرد و هفت برابر نزدیک‌تر از هر فضاپیمای دیگری به سمت خورشید پرواز خواهد کرد.

کاوشگر خورشیدی پارکر از نام فیزیک‌دان پیشگام، یعنی یوجین پارکر که برای اولین‌بار وجود باد خورشیدی را در سال 1958 مطرح کرد نام‌گذاری شده است. پارکر در حین ساخت از کاوشگر بازدید کرد و شاهد پرتاب آن بود؛ در واقع، او اولین کسی بود که شاهد پرتاب فضاپیمایی هم‌نام خودش بود. پروفسور یوجین پارکر در 15 مارس 2022 در سن 94 سالگی درگذشت.

نیکولا فاکس، یکی از دانشمندان پروژه کاوشگر خورشیدی پارکر، از آزمایشگاه فیزیک کاربردی دانشگاه جان هاپکینز (APL) در بیانیه‌ای گفت:

کاوشگر خورشیدی پارکر به سؤالاتی در مورد فیزیک خورشیدی پاسخ خواهد داد که ما بیش از شش دهه در مورد جواب آن‌ها سردرگم بوده‌ایم. این فضاپیما مملو از پیشرفت‌های فناوری است که بسیاری از بزرگ‌ترین معماهای ما درباره‌ی ستاره‌ها را حل می‌کند؛ از جمله این‌که چرا تاج خورشید بسیار داغ‌تر از سطح آن است. ما بسیار مفتخریم که می‌توانیم جزئی از کسانی باشیم که در این مأموریت شگفت‌انگیز اکتشافی هم‌کاری کرده‌اند.

سرعت کاوشگر

این کاوشکر در دهمین پرواز نزدیک خود به خورشید در 21 نوامبر 2021، به حداکثر سرعت 101 مایل (163 کیلومتر) شتاب پیدا کرده است و توانسته است به سرعت شگفت‌انگیز 364621 مایل در ساعت (586000 کیلومتر در ساعت) برسد. در واقع، این کاوشگر سریع‌تر از همه‌ی کاوشگر‌هایی است که قبل از خودش به فضا پرتاب شده‌اند.

طبق گفته ناسا کاوشگر خورشیدی پارکر در نزدیک‌ترین فاصله خود به خورشید، به سرعت سرسام‌آور 430000 مایل در ساعت (700000 کیلومتر در ساعت) خواهد رسید.

مسیر کاوشکر

کاوشگر خورشیدی پارکر بیش از هر فضاپیمای دیگری به خورشید نزدیک شده است و در طول عمر تقریباً هفت ساله خود، به کوچک کردن مدار خود به دور خورشید ادامه خواهد داد (طبق عکس بالا).

مسیر چرخشی این کاوشگر به دور خورشید بدون پروازهای کمکی گرانشی ناهید ممکن نخواهد بود. به گفته APL، کاوشگر در طول عمر خود از هفت پرواز به دور ناهید برای کاهش تدریجی مدار خود به سمت دور خورشید استفاده می‌کند و به 3.83 میلیون مایلی (6.16 میلیون کیلومتری) آن نزدیک نزدیک می‌شود.

دمای کاوشکر

به گفته APL، هنگامی که کاوشگر به نزدیک‌ترین فاصله خود به خورشید می‌رسد، سپرهای خورشیدی آن با دمایی نزدیک به 2600 درجه فارنهایت (1400 درجه سانتی‌گراد) مواجه می‌شوند.

به‌طور شگفت‌انگیزی، ابزار‌های علمی این فضاپیما از این دمای سوزان محافظت می‌شوند و دمای اتاقکی که این ابزار‌های علمی در آن قرار دارند، حدود 85 درجه فارنهایت (30 درجه سانتی‌گراد) باقی می‌ماند.

اهداف کاوشگر خورشیدی پارکر

کاوشگر خورشیدی پارکر، خورشید را از نزدیک‌ترین فاصله ممکن مطالعه می‌کند تا بفهمد که چگونه انرژی و گرما در جو خورشید حرکت می‌کنند و بر فرآیندهایی مانند باد خورشیدی تأثیر می‌گذارند.

به گفته APL، سه هدف علمی اصلی کاوشگر خورشیدی پارکر عبارت‌اند از:

1. دنبال کردن جریان انرژی که تاج خورشیدی و باد خورشیدی گرم می‌کند و آن‌ها را شتاب می‌دهد.
2. تعیین کردن ساختار و دینامیک میدان‌های پلاسما و مغناطیسی که در منابع باد خورشیدی وجود دارند.
3. کاوش کردن مکانیسم‌هایی که ذرات پرانرژی را تسریع و انتقال می‌دهند.

خورشید منبع اصلی نور و گرمای زمین است؛ اما نور و گرما، تنها عواملی نیستند که خورشید بر سیاره‌ی ما تأثیر می‌گذارد. به گفته ناسا، باد خورشیدی، مجموعه‌‌ای از ذرات باردار است که از خورشید جاری می‌شوند و با سرعت بیش از یک میلیون مایل در ساعت (400 کیلومتر در ثانیه) از کنار زمین می‌گذرند. اختلال در باد خورشیدی می‌تواند میدان مغناطیسی سیاره ما را تکان دهد و انرژی را به کمربندهای تابشی انتقال دهد و مجموعه‌ای از تغییرات را ایجاد کند که به‌عنوان آب‌و‌هوای فضا شناخته می‌شوند.

آب‌و‌هوای فضا به‌طور قابل‌توجهی تحت‌تأثیر باد خورشیدی و سایر فوران‌های خورشیدی مانند شعله‌های خورشیدی است. برای مثال، در زمان اوج فعالیت چرخه خورشیدی، آب‌و‌هوای فضا می‌تواند برای ارتباطات روی زمین، ماهواره‌ها و حتی فضانوردان خطر ایجاد کند.

کاوشگر خورشیدی پارکر به دانشمندان کمک می‌کند تا مکانیسم‌های خورشید را خیلی بهتر از قبل درک کنند؛‌ در ازای این درک بهتر، انسان‌ها می‌توانند تلاش‌های بهتر و کارآمد‌تری برای شناخت بیش‌تر منظومه‌ی شمسی انجام دهند و در برابر فعالیت‌ها و رویداد‌های درون خورشید آمادگی لازم را داشته باشند.

وب‌سایت APL در این‌باره می‌گوید:

تا زمانی که نتوانیم رویداد‌هایی را که در نزدیکی خورشید اتفاق می‌افتند را درک کنیم، نمی‌توانیم اثرات آب‌و‌هوای فضایی را که می‌تواند زمین را ویران کند، به درستی پیش‌بینی کنیم.

تجهیزات استفاده‌شده در کاوشگر

این فضاپیما چهار وسیله مهم را با خود حمل می‌کند.

اولین آن‌ها، ابزاری است که آلفاها و پروتون‌های الکترون‌های باد خورشیدی (SWEAP) و فراوان‌ترین ذرات در آن را می‌شمارد و خواص الکترون‌ها، پروتون‌ها و یون‌های هلیوم را اندازه‌گیری می‌کند.

این فضاپیما هم‌چنین به یک تصویگر میدان گسترده برای کاوشگر خورشیدی پلاس (WISPR) تلسکوپی است که تصاویر سه‌بعدی از تاج خورشید و هلیوسفر داخلی می‌سازد؛ در واقع، هدف این تصویرگر این است که باد خورشیدی را ببیند و تصاویری سه‌بعدی از رویداد‌های مهم و دیگر ساختارها را در حین عبور از کنار زمین ارائه کند. این تصویرگر، هنگام عبور از کنار زهره در سال 2020، لبه درخشانی را در اطراف سیاره شناسایی کرد. مقامات ناسا در توضیح این تصویر می‌گویند که ممکن است این لبه درخشان، پدیده‌ای به نام «شب درخشش» باشد که ناشی از نور ساطع‌شده از اتم‌های اکسیژن بالا در اتمسفر است که به مولکول‌هایی متفاوتی در شب تبدیل می‌شوند.

سومین ابزاری که کاوشگر خورشیدی پارکر به آن مجهز شده است، ابزاری است که میدان‌های الکترومغناطیسی (FIELDS) امواج ضربه‌ای را که از پلاسمای جوی خورشید عبور می‌کنند، بررسی و اندازه‌گیری می‌کند.

آخرین ابزاری که استفاده شده است، یک ابزار برای بررسی علمی یک‌پارچه خورشید است از دو قسمت مجزا تشکیل شده است. این ابزار با استفاده از یک طیف‌سنج جرمی برای مطالعه ذرات باردار در نزدیکی کاوشگر، فهرستی از عناصر موجود در جو خورشید را تهیه می‌کند.

میراث یوجین پارکر

در دهه 1950، یوجین پارکر، اخترفیزیکدان مطرح دانشگاه شیکاگو، چندین مفهوم را در مورد چگونگی انتشار انرژی ستارگان (از جمله خورشید ما) ارائه کرد. او یک سیستم پیچیده کامل از پلاسما، میدان‌های مغناطیسی و ذرات مغناطیسی را توصیف کرد که آن‌چه را که او باد خورشیدی می‌نامید، یعنی آبشار انرژی جاری از خورشید را تشکیل می‌دهد.

این مأموریت در ابتدا به‌عنوان «کاوشگر خورشیدی پلاس» نام‌گذاری شده بود. اما در سال 2017، تنها چند روز قبل از تولد 90 سالگی این دانشمند، ناسا نام این مأموریت را برای تجلیل از پارکر و دست‌آورد‌هایش تغییر داد.

توماس زوربوخن، معأون اداره ماموریت‌های علمی ناسا در واشنگتن، در بیانیه‌ای گفت:

این اولین‌بار است که ناسا یک فضاپیما را برای یک فرد زنده نام‌گذاری می‌کند. این نام‌گذاری، گواهی بر اهمیت اقدامات و دست‌آورد‌های این فیزیک‌دان قابل‌احترام است. او یک رشته علمی جدید تأسیس کرده است و هم‌چنین الهام‌بخش بسیاری از تحقیقات و سؤالات علمی مهم است که ناسا هر روز به مطالعه و درک بیش‌تر آن‌ها ادامه می‌دهد. من شخصا بسیار هیجان‌زده هستم که در بزرگداشت این مرد بزرگ و میراث بی‌نظیرش شرکت می‌کنم.

اکثر مأموریت‌های ناسا پس از پرتاب و صدور گواهی‌نامه تغییر نام داده می‌شوند. با این حال، در این مورد، تصمیم گرفته شد تا پارکر قبل از پرتاب مورد احترام قرار گیرد و توجه مردم به کمک‌های مهم او در علم هلیوفیزیک و علوم فضایی جلب شود.

این مأموریت که ایده‌ی آن در ابتدا در سال 1958 مطرح شده بود، مدت‌ها طول کشید به انجام برسد. یکی از مقامات ناسا در رابطه با این تأخیر گفت:

دلیل تأخیر در انجام این مأموریت این نبوده است که ما علاقه‌ای به انجام آن نداشته‌ایم؛ بلکه به این دلیل بوده است که ما باید 60 سال صبر می‌کردیم تا فناوری‌ انسان‌ها به حد نیاز و رویایی برای انجام آن برسد.

خود پارکر درباره‌ی این مأموریت بزرگ می‌گوید:

این کاوشگر خورشیدی به سمت منطقه‌ای از فضا می‌رود که تاکنون هرگز اکتشاف نشده است. بسیار هیجان‌انگیز است که ما در نهایت نگاهی به این منطقه‌ی مرموز و ناشناخته خواهیم داشت. دانشمندانی که دوست دارند اندازه‌گیری‌های دقیق‌تری از آن‌چه در باد خورشیدی می‌گذرد داشته باشد، اکنون در پوست خود نمی‌گنجند. من مطمئن هستم که شگفتی‌های زیادی در این دنیا وجود دارند که همیشه می‌توانند ما را غافل‌گیر کنند.

در 12 آگوست 2018، پارکر اولین کسی بود که شاهد پرتاب فضاپیمای هم‌نام خود بود. علاوه بر این، پارکر جوایز متعددی را برای تحقیقات و کمک‌های قابل‌توجه خود به علم دریافت کرده است؛ طبق بیوگرافی ناسا او، مهم‌ترین جوایزی که او دریافت کرده است به این شرح هستند: جایزه جورج الری هیل، مدال ملی علم، مدال بروس، مدال طلای انجمن سلطنتی نجوم، جایزه کیوتو و جایزه کرافورد در نجوم.

بر اساس بیانیه منتشر شده توسط دانشگاه شیکاگو، پروفسور بازنشسته یوجین پارکر، اخترفیزیکدان پیشگام، در 15 مارس 2022 در سن 94 سالگی درگذشت.

مایکل ترنر، پروفسور و استاد بازنشسته نجوم و اخترفیزیک در دانشگاه شیکاگو و همکار پارکر برای چندین دهه، هنگام مرگ این دانشمند بزرگ گفت:

امروز ما یکی از بزرگ‌ترین دانشمندان مطرح و پیشگام دنیای علم را از دست دادیم. او مسیر علم را با دست‌آورد‌هایش بر روی میدان‌های مغناطیسی به معنای واقعی کلمه در همه‌جای کیهان تغییر داد و در عین حال، یک فرد بسیار متواضع و شوخ‌طبع باقی‌ماند.

پی‌نوشت

تاج خورشید: تاج خورشید بیرونی‌ترین قسمت جو خورشید است. این‌ قسمت معمولاً توسط نور درخشان سطح خورشید پنهان می‌شود. این امر باعث می‌شود که بدون استفاده از ابزار خاص و با استفاده از چشم غیرمسلح، دیدن آن دشوار باشد. با این حال، تاج را می‌توان در طول یک خورشید گرفتگی کامل مشاهده کرد.

باد خورشیدی: باد خورشیدی یا همان طوفان خورشیدی، جریانی از ذرات پر انرژی و باردار است که عمدتاً از الکترون‌ها و پروتون‌ها تشکل شده است. این جریان، با سرعت‌ 900 کیلومتر بر ثانیه و در دمای 1 میلیون درجه (سانتی‌گراد) از منظومه شمسی به بیرون پرتاب می‌شود.

کمربند‌های تابشی: کمربندهای تابشی تجمع بزرگی از الکترون‌ها و پروتون‌های پرانرژی هستند که زمین را در فضا احاطه کرده‌اند. این کمربند‌ها بسیار پویا هستند و در مقیاس‌های زمانی از چند دقیقه گرفته تا چند سال، در حال افزایش و کاهش هستند. سطوح بالای تابش ناشی از الکترون‌ها و پروتون‌های پرانرژی، این منطقه را برای بقای ماهواره‌ها بسیار سخت می‌سازد.