Podróż do Słońca: dlaczego słoneczny sonda "Parker" nie roztopi?

Data:

2018-08-16 03:30:09

Przegląd:

639

Ranking:

1Kochać 0Niechęć

Udział:

Podróż do Słońca: dlaczego słoneczny sonda Source:

W lecie NASA wyśle słoneczny sonda "Parker" (Parker Solar Probe) do Słońca i ten wnika głęboko w atmosferę światła, głębiej niż jakakolwiek misja do niego. Gdyby Ziemia była na jednym końcu metrowy kij, a Słońce na innym, słoneczny sonda nadaje się na dziesięć centymetrów do powierzchni gwiazdy. Będąc w tej części słonecznej atmosferze, znany jako korona, Parker Solar Probe zapewni niespotykaną obserwacji tego, co steruje tymi wszystkimi cząstkami, energią i ciepłem, курсирующими w koronie, i uruchamia to przez cały układ Słoneczny, daleko poza Neptuna.

W koronie, oczywiście, niewyobrażalnie gorąco. Statek kosmiczny będzie podróżować przez materiał z temperaturą ponad milion stopni Celsjusza pod ciągłe bombardowanie intensywne działanie promieni słonecznych.

Dlaczego Parker Solar Probe nie roztopi?

Aby zrozumieć, że obsługuje statek kosmiczny i jego narzędzia bezpieczeństwa, trzeba zrozumieć pojęcie relacji ciepła i temperatury. Rzecz w tym, że wysokie temperatury nie zawsze przechodzą w faktyczne grzanie innego obiektu.

W kosmosie temperatura może być tysiące stopni, ale konkretny obiekt nie będzie się nagrzewać, upału nie odczuwa. Dlaczego? Temperatura od prędkości ruchu cząstek, podczas gdy ciepło jest mierzona całkowitą ilością energii, którą przenoszą. Cząstki mogą poruszać się szybko (wysoka temperatura), ale jeśli będzie ich trochę, to i energii będzie trochę (mało ciepła). Ponieważ kosmos w większości pusty, bardzo niewielu cząstki mogą przekazać energię urządzenia.

Korona, przez którą leci sonda "Parker", na przykład, ma bardzo wysoką temperaturą, ale bardzo niskiej gęstości. Pomyśl o różnicy między tym, jak wsadzić rękę do gorącego piekarnika i włożyć ją do garnka z wrzącą wodą (tylko nie rób tego) — w piecu twoja ręka może wytrzymać znacznie wyższą temperaturę przez dłuższy czas, niż w wodzie, gdzie będzie musiała współpracować z ogromną ilością cząstek. Podobnie, jeśli porównać z widoczną powierzchnią Słońca, korona mniej gęsta, więc statek kosmiczny взаимодействут z mniejszą ilość gorących cząstek i mocno się nie nagrzewa.

To znaczy, że chociaż "Parker" będzie poruszać się w przestrzeni przy temperaturze kilku milionów stopni, powierzchnia ciepła tarczy, która jest skierowana na Słońce, będzie się nagrzewać do 2500 stopni Celsjusza (to 1400 stopni Celsjusza).

tarcza Ochronna

Oczywiście, kilka tysięcy stopni to jeszcze fantastycznie gorąco. (Dla porównania, lawa z erupcji wulkanicznej może być temperaturze od 700 do 1200 stopni). I aby wytrzymać to ciepło, w sondzie "Parker" potrzebuje ciepła tarcza o nazwie Thermal Protection System (TPS), 2,4 m średnicy i 115 milimetrów grubości. Te kilka centymetrów ochrony oznacza, że tylko jedna strona tarczy, gdzie znajduje się obudowa urządzenia, będzie w komfortowej temperaturze 30 stopni.

TPS został opracowany w Laboratorium fizyki stosowanej johns Hopkins i zbudowany Carbon-Carbon Advanced Technologies, którzy wzięli węgiel композитную pianę i w pułapce między dwoma углеродными płytkami. Ta lekka izolacja będzie towarzyszyć powłoką białą керамическо farby na słonecznej stronie, aby odzwierciedlać ciepło na maksimum. Badania wykazały, że tarcza jest w stanie wytrzymać temperaturę w 1650 stopni i chronić urządzenia z dowolnego ciepła wysyłanego przez Słońce.

Pomiar wiatru za pomocą miski

Nie wszystkie narzędzia "Parkera" będą za tarczą TPS.

Nieco powyżej ciepła tarczy znajduje się Solar Probe Cup — jeden z dwóch narzędzi "Parkera", nie chronionych specjalną tarczą. To narzędzie jest znany jako kielich (lub kolektor) Faradaya, czujnik do pomiaru lamp błyskowych jonów i elektronów i kątów strumieni wiatru słonecznego. Z powodu intensywności atmosfery słonecznej potrzebne są unikalne technologie, które gwarantują, że narzędzie nie tylko przeżyje lot, ale i będzie mógł wysłać dokładne dane z powrotem.

Sama miska wykonana z tytanu-cyrkon-molibdenowej płytek ze stopu molibdenu z punktem topnienia 2349 stopni Celsjusza. Chipy, wytwarzające pole elektryczne dla "Parkera", wykonane z wolframu, metalu z najwyższej temperaturze topnienia (3422 stopni). Zazwyczaj do trawienia linii siatki w te żetony są używane lasery, jednak ze względu na wysoką temperaturę topnienia stosowano kwas.

Innym problemem przyszła w formie elektronicznej kabli — większość kabli stopione by przy oddziaływaniu promieniowania cieplnego w takiej odległości od Słońca. Aby rozwiązać ten problem, inżynierowie wychowują rurki z szafir kryształów, aby zewrzeć przewody, i zrobili to sami przewody z niobu.

Aby upewnić się, że narzędzie jest gotowe do trudnych warunków środowiska, naukowcom trzeba było symulować intensywne promieniowanie cieplne słońca w laboratorium. Aby stworzyć przyzwoity poziom ciepła, naukowcy wykorzystali akcelerator cząstek i projektory IMAX. Reflektory naśladować ciepło słońca, a akcelerator cząstek облучал kielich. Aby upewnić się, że miska "Parkera" będzie w stanie wytrzymać trudne warunki, użyto Одейлийская słoneczna mikrofalowa, największa na świecie, która koncentruje ciepło słońca za pomocą 10 000 niestandardowych lusterek.

Słoneczny sonda "Parker" przeszedł testy na ura — w rzeczywistości, on pracował, tym lepiej i tym bardziej wyraźne wyniki podawał, im bardziej był narażony na działanie środowiska demonstracyjnego. "Uważamy, że promieniowanie rozwiąże wszelkie możliwezanieczyszczenia", mówi Justin Kacper, badacz narzędzi SWEAP. "Jest w istocie самоочистился".

w Pobliżu słońca, w chłodzie

Wiele innych wzorów na statku urządzenia obsługują Parker Solar Probe chronionych od ciepła. Bez ochrony panele słoneczne, które wykorzystują energię najniższej gwiazdy do zasilania urządzenia — może się przegrzać. W miarę zbliżania się do słońca, słoneczny tablica chowa się w cień ciepła tarczy, pozostawiając tylko niewielki segment open intensywne promienie słońca.

Ale im bliżej słońca, tym więcej potrzebujemy ochrony. Tablica akumulatorów wyposażony w niezwykle prosty system chłodzenia: termiczny pojemnik, który nie daje przepływ chłodziwa zamarznąć podczas uruchamiania, dwa chłodnicy, które nie dają przepływ chłodziwa zamarznąć, aluminiowe łopatki do maksymalizacji powierzchni chłodzenia, pompy do obiegu czynnika chłodniczego. Układ chłodzenia jest na tyle mocna, aby schłodzić mały pokój, i będzie wspierać szereg ogniw słonecznych i narzędzia zimne i sprawnymi nawet w cieple Słońca.

Co to za czynnik chłodzący? Około 3,7 litrów wody dejonizowanej. Chociaż istnieje wiele czynników chemicznych, zakres temperatur, w których będzie narażony na statek kosmiczny, waha się między 10 stopni i 125 stopni. Bardzo niewiele płynu mogą przetwarzać takie zakresy, jak woda. Aby woda nie вскипала na wysokim końcu temperatur, będzie znajdować się pod ciśnieniem, więc temperatura wrzenia będzie powyżej 125 stopni.

Inny problem z ochroną każdego statku kosmicznego — dowiedzieć się, jak z nim rozmawiać. "Parker" będzie w przeważającej części jest pozostawiony samemu sobie. Dla wiadomości z Ziemią światło trzeba osiem minut — dlatego inżynierowie nie będą mogli kontrolować urządzenie z Ziemi, jeśli coś pójdzie nie tak.

W Ten sposób, statek kosmiczny musi samodzielnie utrzymywać się bezpiecznie na drodze do słońca. Kilka czujników, wielkości połowy telefonu komórkowego, zostaną dołączone do ciała statku kosmicznego na krawędzi cienia od ciepła ekranu. Jeśli któreś z tych czujników wykryje światło słoneczne, on ostrzega centralny komputer i statek kosmiczny poprawi swoją pozycję, aby chronić czujniki i inne narzędzia. Wszystko to powinno zdarzać się bez ingerencji człowieka, dlatego oprogramowanie będzie dokładnie sprawdzane, aby wprowadzić wszystkie poprawki na bieżąco.

Uruchom do Słońca

Po uruchomieniu "Parker" określa położenie Słońca, wyrówna ekran ochronny i kontynuuje swoją podróż w ciągu najbliższych trzech miesięcy, witając ciepło Słońca i chroniąc się przed zimnym próżni kosmosu.

W ciągu siedmiu lat zaplanowanego czasu trwania lotu statek kosmiczny обогнет gwiazdę po orbicie 24 razy. W każdym okręgu będzie zbliżać się do Słońca i zbierać próbki wiatru słonecznego, uczyć się korony i służyć oczami dla naszych naukowców.

Bardziej:

Na Ziemi, w tym roku może spaść stary radziecki sonda do badania Wenus

Na Ziemi, w tym roku może spaść stary radziecki sonda do badania Wenus

Na orbicie ziemi jest bardzo dużo zanieczyszczeń. W większości są to drobne cząstki o wielkości od kilku milimetrów do kilku centymetrów. Zazwyczaj taka mała śmieci do Ziemi zagrożenia nie stanowi. Przedostając się do atmosfery cząstki te szybko spal...

Nowy kosmiczny teleskop NASA będzie 100 razy lepiej

Nowy kosmiczny teleskop NASA będzie 100 razy lepiej "Hubble ' a"

Nowa kosmiczna obserwatorium WFIRST (Wide-Field Infrared Survey Telescope, "Широкодиапазонный podczerwieni teleskop") aerospace agencji NASA będzie w stanie wykryć do 1400 nowych planet pozasłonecznych, z których część masy może być porównywalna z Zi...

Komputer izraelskiego lądownika księżycowego

Komputer izraelskiego lądownika księżycowego "Bereszit" dał się zawiesza

statek Kosmiczny "Bereszit" prywatnej izraelskiej firmy SpaceIL, aktualnie lecący na Księżyc, poczuł dziwne zawiesza komputer przed drugim włączeniem silników do korekty kursu. W tej chwili inżynierowie misji analizują sytuację, ale szczegółów o tym,...

Uwaga (0)

Ten artykuł nie ma komentarzy, bądź pierwszy!

Dodaj komentarz

Nowości

Rosyjski fizyk zaproponował nowy kosmiczny silnik. Na wodzie!

Rosyjski fizyk zaproponował nowy kosmiczny silnik. Na wodzie!

Michał Кокорич, założyciel firmy Momentus, który przy wsparciu Y Combinator opracowuje nową technologię przestrzeni silnika, nie od razu zorientował się, że jedzie na Księżyc. Został z Nowosybirskiego uniwersytetu i stał się seryj...

#galeria | Przygotowanie do pierwszej załogowej misji na Księżyc. Jak to było

#galeria | Przygotowanie do pierwszej załogowej misji na Księżyc. Jak to było

Dwudziestego lipca 1969 roku, czyli dokładnie 49 lat temu, astronauci załogowego statku kosmicznego "Apollo 11", stali się pierwszymi ludźmi, którzy popełnili dopasowanie powierzchni Księżyca. Lata wysiłku, niebezpiecznych ekspery...

Blue Origin z powodzeniem trzyma rakietę i kapsułki z załogą po testowego uruchomienia

Blue Origin z powodzeniem trzyma rakietę i kapsułki z załogą po testowego uruchomienia

Tej nocy w Teksasie Blue Origin zrealizowała najważniejsze lądowisko test w historii swojego istnienia. Ona przeprowadziła test na oddział kapsułki z załogą od rakiety i sukces był wyczerpujący. Kapsuła z załogą отстегнулась dokła...

W wielkiej Brytanii budują swój pierwszy kosmodrom

W wielkiej Brytanii budują swój pierwszy kosmodrom

W ostatnim czasie coraz więcej państw włącza się w kosmiczną wyścig. I oto niedawno okazało się, że po ponad 10 latach dyskusji rząd wielkiej Brytanii postanowił zbudować swój pierwszy kosmodrom. Miejsce lokalizacji przyszłego ob...

Dlaczego amerykanie nie latali na Księżyc ponad 45 lat od ostatniego lądowania?

Dlaczego amerykanie nie latali na Księżyc ponad 45 lat od ostatniego lądowania?

Lądowanie 12 astronautów na Księżyc pozostaje największym osiągnięciem american aerospace agencji NASA. Podczas tych высадок astronauci produkowali zbieranie próbek księżycowego gruntu, prowadzili filmy i zdjęcia z satelity, przep...

Czy grawitacyjne fale odkryć, jak szybko rozwija się nasz Wszechświat?

Czy grawitacyjne fale odkryć, jak szybko rozwija się nasz Wszechświat?

Od samego początku swego pojawienia 13,8 mld lat temu Wszechświat będzie się rozwijać, rzucanie setki miliardów galaktyk i gwiazd, jak rodzynki w szybko rozmawiania światowego dziedzictwa powstanie teście. Astronomowie kierowano t...

Sonda NASA

Sonda NASA "Juno" znalazłem jeszcze jeden ewentualny wulkan na księżycu Jowisza Io

Dane zebrane kosmicznym urządzeniem NASA "Juno" za pomocą narzędzia JIRAM, wskazują na nowe źródło ciepła blisko bieguna południowego Io. Może on być wcześniej niewidoczne wulkan na księżycu Jowisza. Podczerwień dane zostały zebra...

SpaceX staje się o krok bliżej do początku swoich załogowych lotów kosmicznych startów

SpaceX staje się o krok bliżej do początku swoich załogowych lotów kosmicznych startów

Oficjalna strona firmy SpaceX w "Twitter" informuje, że po zakończeniu термовакуумных i akustycznych testów statek kosmiczny Crew Dragon dotarł na przylądek Canaveral (Floryda), STANY zjednoczone). Oznacza to, że SpaceX początku k...

Stała się znana cena biletów w kosmos od Blue Origin. Zacznij oszczędzać: to twoja jedyna szansa

Stała się znana cena biletów w kosmos od Blue Origin. Zacznij oszczędzać: to twoja jedyna szansa

O tym, że Blue Origin zacznie sprzedawać bilety na swoje kosmiczne trasy koncertowej w przyszłym roku, dowiedzieliśmy się . I jeśli nie miliarder, nie kosmonauta i nie jeden z szaleńców, którzy udadzą się na Big Fucking Rocket Ilo...

Wywiad z szefem pierwszego kosmicznego państwa Асгардия: o nadziejach i planach na przyszłość

Wywiad z szefem pierwszego kosmicznego państwa Асгардия: o nadziejach i planach na przyszłość

Асгардия – marzenie science fiction, становящаяся rzeczywistością. Pierwsza kosmiczna społeczeństwo, niezależne od polityki i zarządzania ziemskimi prawami. Od momentu powstania Асгардии w 2016 r. jej liderem de facto był rosyjski...

Do końca tego roku Izrael chce wysłać na Księżyc lądownik

Do końca tego roku Izrael chce wysłać na Księżyc lądownik

Izrael chce do końca roku przeprowadzić misję wysłania na Księżyc lądownika. Dla kraju to będzie pierwszy taki kosmicznej misji. Realizacją projektu zajmuje się organizacja non-profit, SpaceIL, a także państwowy koncern Israel Aer...

Airbus stworzy łazik do zbierania próbek marsjańskiego gruntu i ich powrotu na Ziemię

Airbus stworzy łazik do zbierania próbek marsjańskiego gruntu i ich powrotu na Ziemię

W kwietniu tego roku amerykański kontrolna w przemyśle kosmicznym NASA i Europejska agencja kosmiczna (ESA), które zgodziły się wziąć pod uwagę możliwość wysyłki próbek marsjańskiego gruntu na Ziemię w ramach przyszłych misji na C...

Urządzenie NASA, który uda się

Urządzenie NASA, który uda się "dotknąć Słońce", otrzymał cieplnej суперщит

W sierpniu NASA rozpocznie nowy międzyplanetarny statek kosmiczny, który "dotyka" do Słońca — i tylko co on ma swoje drogi cieplnej tarcza do podróży. W końcu czerwca inżynierowie ustalili, tarcza ochronna na aparat Parker Solar P...

Ostatnie chwile: kosmiczny teleskop Kepler

Ostatnie chwile: kosmiczny teleskop Kepler" wprowadzony w tryb hibernacji

kontrolna w przemyśle kosmicznym NASA poinformowała o tym, że kosmiczny teleskop Kepler", zajmujący się poszukiwaniem землеподобных planet w pobliżu солнцеподобных gwiazdek wprowadzony w tryb hibernacji. Na taki krok agencja poszł...

Blue Origin chce zrobić coś, czego nie był w stanie nawet ZSRR. Firma kolonizuje Księżyc do 2023 roku

Blue Origin chce zrobić coś, czego nie był w stanie nawet ZSRR. Firma kolonizuje Księżyc do 2023 roku

E. S. Харания, dyrektor ds. rozwoju firmy Blue Origin, mówi, że prywatny lotnictwa firma planuje zakończyć misję lądowania na Księżycu do 2023 r., co będzie stanowić "powrót człowieka na Księżyc". Tak, firma Jeffa Безоса naprawdę ...

NASA ponowne rozpatrzenie metody ochrony innych planet od nas

NASA ponowne rozpatrzenie metody ochrony innych planet od nas

NASA będzie musiał zająć się kwestią ochrony planet. Umowa o korzystaniu z kosmosu — tak, jest taka — a także prawa i regulacji, ma swe korzenie jeszcze w czasach zimnej wojny. One były pisane jeszcze przed tym, jak naukowcy dowie...

Łazik NASA

Łazik NASA "Оппортьюнити" prawie miesiąc nie wychodzi na związek

Łazik "Оппортьюнити" aerospace agencji NASA nadal "milczy", ponieważ накрывшая całą planetę Mars burza pyłowa i nie myśli kończyć. Przypomnijmy, że burza rozpoczęła się 30 maja. Kilka tygodni później burza zajmowała niemal całą pl...

Drugi człowiek na Księżycu powiedział swój plan podboju Marsa

Drugi człowiek na Księżycu powiedział swój plan podboju Marsa

21 lipca 1969 roku astronauta Buzz Aldrin postawił stopę na powierzchni Księżyca. Dziś ma 88 lat, ale jego na temat podboju kosmosu nie gaśnie. Aldrin uważa, że w najbliższym czasie muszą wrócić na Księżyc i przekształcić ją w eta...

Astronauta NASA podzieliła się wrażeniami z skafandrów Boeing i SpaceX

Astronauta NASA podzieliła się wrażeniami z skafandrów Boeing i SpaceX

Wysyłanie ludzi w kosmos, trzeba mieć pewność, że stanowi absolutnie wszystko, a sprzęt został wykonany na najwyższym poziomie. Ogromne znaczenie w kosmosie ma każdy szczegół, zwłaszcza skafander, który chroni astronautów. Już w n...

Rosyjscy naukowcy opracowują preparat do pomieszczenia człowieka w stan hibernacji

Rosyjscy naukowcy opracowują preparat do pomieszczenia człowieka w stan hibernacji

Jak wiadomo, wiele zwierząt mają zdolność popaść w sen zimowy. W tym momencie wszystkie procesy przemiany materii w organizmie spada, a zasilanie dostają z wewnętrznych zasobów i zużywają znacznie mniej tlenu. Osoba taka funkcja n...