Объясняем, как именно солнечный зонд Паркер дотронется до Солнца и не расплавится

Остались считанные недели до запуска одного из самых амбициозных проектов НАСА. Солнечный зонд Паркер подлетит и ‘коснется’ Солнца, максимально приблизившись к солнечной поверхности и побив все рекорды предыдущих зондов.

По плану в трех ближайших подлетах Паркер приблизится к поверхности на расстояние 6.1 миллиона километров, оказавшись внутри внешней атмосферы — короны, температура которой достигает миллионов Кельвинов.

Конечно, зонд защищен от такого жара, и технология довольно интересна, но мы к этому еще вернемся. Для начала давайте подробнее рассмотрим саму эту безумную температуру.

Вы, возможно, думаете, что даже самая навороченная защита от жара буквально растает в таких условиях. Как никак, всего 733 Кельвина (460 C°) на Венере довольно быстро вывели из строя электронику на российских зондах 80-х годов.

Как объясняет НАСА, разгадка создания защиты Паркера лежала в разнице между температурой и жаром. Да и про плотность космоса не стоит забывать.

Температура описывает скорость движения частиц, а жар измеряет, как много энергии они при этом переносят. В космосе частицы могут двигаться очень быстро, но при этом переносить мизерные количества тепла, ведь расстояния между этими частицами оказываются немалые.

“Корона, через которую и пролетит солнечный зонд Паркер, к примеру, несмотря на очень высокую температуру, обладает низкой плотностью, — объясняет Сюзанна Дарлинг, представитель НАСА. — Подумайте о разнице между тем, чтобы засунуть руку в духовку или в кипящую воду (не проверяйте это дома!) — в духовке ваша рука выдержит значительно более высокую температуру в течение более долгого времени, чем в воде, где она будет контактировать со значительно большим количеством частиц.

“Так же, в сравнени с видимой поверхностью Солнца, его корона менее плотная, поэтому аппарат взаимодействует с меньшим количеством горячих частиц и получает меньше тепла.”

А это означает, что слой, который защищает большинство инструментов на борту зонда, нагреется лишь до 1644 Кельвина (1370 C°).

Технология поистине фантастическая. Защита состоит из двух слоев перегретого углерод-углеродного композиционного материала, между которыми лежит 11.5-сантиметровый слой углеродного пенопласта.

Сторона, которая будет обращена к Солнцу, покрыта блистательно белой керамической краской, которая должна отразить максимально возможное количество солнечного света. Ее диаметр  —  2.4 метра. Благодаря легкости пены, весит весь щит всего 72.5 кг.

А самое удивительно, что все, что он заслоняет не нагревается выше отметки в 300 Кельвинов (30C°).

Все инструменты, которые должны будут работать вне щита, защищены своими материалами. Цилиндр Фарадея, который будет ловить заряженные частицы, чтобы измерить скорость потока, сделан из сплава (титан, цирконий и молибден), температура плавления которого равняется 2622 Кельвинам.

Микрочипы, которые дают электрическое поле для работы инструмента, сделаны из вольфрама — металла с самой высокой известной точкой плавления (3695 Кельвинов). Электропроводка  —  из ниобия, который плавится при 2750 Кельвинах.

Сенсоры на аппарате позволяют корректировать его положение в пространстве, защищая хрупкие инструменты от нещадного воздействия солнечных лучей.

Что касается солнечных панелей, которые будут питать зонд энергией, они умеют складываться за щит. Это позволит избежать перегрева, когда Паркер подлетит достаточно близко к Солнцу.

Охлаждать зонд будет деионизированная вода под давлением. Такая жидкость лучше всего подходит для тех температурных пределов, которые предстоит пережить Паркеру.

Много гениальных инженерных решений потребовались для строительства этого зонда.

Сейчас мы стоит на пороге новых открытий о нашей домашней звезде, ее солнечном ветре и безумной внешней атмосфере. Остается надеяться, что зонд Паркер поможет разгадать открытое на днях уникальное строение короны Солнца — структурность, которую раньше не удавалось разглядеть.