Űrszondát küldenek a Nap légkörébe

A Solar Probe+, a NASA előkészületben lévő szondája fantasztikus távlatokat nyithat meg a napkutatás területén, miközben a Vénuszt sem hanyagolná el.

Több mint négyszáz éven keresztül biztonságos távolságból figyeltük meg a Napot, s próbáltuk megérteni, hogyan működik központi csillagunk. A következő évtized közepén egy új napszonda közelről is megvizsgálhatja az égitestet.

A Solar Probe+ egy speciális hővédő pajzzsal ellátott szonda, amit arra terveznek, hogy mélyre bemerülve a Nap légkörébe helyszíni méréseket végezzen a napkoronáról és a benne uralkodó fizikai viszonyokról. Fő feladata a napszél és a Nap mágneses terének tanulmányozása lesz. A hétévesre tervezett program indításának legkorábban várható időpontja 2015, jelenleg a részletes előkészítési munkálatok zajlanak.

A szonda fejlesztését a Johns Hopkins University speciális laboratóriuma (Applied Physics Laboratory, APL) végzi el. Szintén az APL feladata volt egyébként a Merkúrhoz küldött Messenger szonda megépítése, és az ahhoz kidolgozott hővédő technológiát fogják a Solar Probe+ igényeihez továbbfejleszteni. A tervek szerint a szonda pályája Naphoz legközelebb eső szakaszán alig 7 millió kilométerre fogja megközelíteni csillagunkat, ami még 5 napátmérőnyi sincs. Ember készítette eszköz még soha nem járt ilyen közel a Naphoz, a hővédő pajzsnak pedig több mint 1400°C hőmérsékletet és páratlanul erős sugárzást kell kibírnia. A szondát emellett felszerelik olyan folyadékhűtéses napelemtáblákkal is, amik szükség esetén behúzhatóak lesznek. Ebből a távolságból a Nap 23-szor nagyobbnak fog tűnni, mint a Földről.

Két fontos és évtizedek óta megoldatlan rejtélyt szeretnénk a kutatók a Solar Probe+ segítségével megoldani:

Az egyik, hogy mi fűti a napkoronát? Ha egy hőmérőt helyeznénk el a Nap felszínére, az 6000 fokos hőmérsékletet mutatna. Ösztönösen azt várnánk, hogy innen távolodva a hőmérsékletnek csökkennie kell. Ezzel szemben pontosan az ellenkezőjét tapasztaljuk: kifelé haladva a Nap légkörében a hőmérséklet ugrásszerűen megnő, és a napkorona, csillagunk légkörének legkülső rétege már 1 millió foknál is forróbb - 60 éve fejtörést okozva a nap- és plazmafizikusoknak.

A másik kérdés, hogy mi fújja a napszelet? A Napból folyamatosan kifelé áramló töltött részecskék alkotják a napszelet, aminek látványos kölcsönhatása a föld mágneses terével váltja ki a sarki fényeket. Ugyanakkor a Nap felszínéhez közel még egyáltalán nincs az a rendezett kiáramlás, amit nagyobb távolságban érzékelünk. Hol és mi gyorsítja fel a napszelet?

A Solar Probe+ fedélzetén a környezeti változások mérésére szolgáló műszerek fognak működni, például magnetométer, plazmahullám analizátor, elektron- és ionanalizátor. A Hemispheric Imager műszer az orvostudományban már használatos CAT szkennerhez hasonlítható, feladata pedig háromdimenziós képek készítése lesz a napkoronáról.

A tervezett 2015-ös indítással a Solar Probe+ küldetése a 24. napciklus vége felé kezdődhetne, és a 25. napciklus maximuma táján fejeződne be, 2022-ben. Ez az időtartam lehetővé tenné, hogy a szonda a napkorona és a napszél vizsgálatát különböző aktivitási fázisokban végezze el. Ebben az időszakban szintén várható lenne, hogy több napvihart is közvetlen közelről észlelhetne. Mindez azért érdekes, mert a kutatók feltételezik, hogy az űrhajósokra is veszélyes részecskék nagy része a napviharok során keletkezik, és a napkoronától nyerik energiájukat. A Solar Probe+ a helyszínen tartózkodva közvetlen közelről dokumentálhatná a folyamatokat, eredményei pedig elősegíthetnék az űrhajósok biztonságának növelését.

A szonda Napot megközelítő pályájára a Vénusz bolygó segítségével fog eljutni. Hat év alatt összesen hétszer fog elsuhanni bolygótestvérünk közelében, és minden egyes hintamanőver után egyre közelebb jut központi csillagunkhoz. Noha a Solar Probe+ műszerei a Nap vizsgálatára vannak optimalizálva, minden bizonnyal a Vénuszról is sok újdonságot megtudhatunk a bolygóközelítések alatt végzett helyszíni mérésekből.