A távoli csillagok megértése drámaian megnőtt az utóbbi évtizedekben. A továbbfejlesztett műszereknek köszönhetően a tudósok képesek látni távolabb és tisztábban, így többet megismerhetnek a csillagrendszerekről és az őket keringő bolygókról (más néven: nap-kívüli bolygók). Sajnos még idő eltelte előtt kidolgozzuk a szükséges technológiát ezen csillagok közelről történő felfedezéséhez.
Időközben azonban a NASA és az ESA olyan missziókat dolgoz ki, amelyek lehetővé teszik számunkra, hogy felfedezzük saját Napunkat, mint még soha. Ezek a missziók, a NASA Parker Solar Probe és az ESA (az Európai Űrügynökség) Solar Orbiter, közelebb kerülnek a Naphoz, mint bármelyik korábbi küldetés. Ennek során reméljük, hogy évtizedes kérdéseket megoldanak a Nap belső működésével kapcsolatban.
Ezek a missziók - amelyeket 2018-ban és 2020-ban indítanak - szintén jelentős hatással lesznek a földi életre. A napfény nem csak elengedhetetlen az élethez, amint azt tudjuk, hanem a napsugárzók is komoly veszélyt jelentenek a technológiára, amelytől az emberiség egyre inkább függ. Ide tartoznak a rádiókommunikáció, a műholdak, az elektromos hálózatok és az emberi űrrepülés.
És az elkövetkező évtizedekben az alacsony földi pálya (LEO) várhatóan egyre zsúfoltabbá válik, mivel a kereskedelmi űrállomások és még az űrturizmus is valósággá válik. A napsugárzók fellendítésével kapcsolatos folyamatok megértésének javításával képesek leszünk jobban megjósolni, hogy mikor fordulnak elő ezek és miként fogják befolyásolni a föld, az űrhajók és az LEO infrastruktúráját.
Mint Chris St. Cyr, a Solar Orbiter projekttudós a NASA Goddard űrrepülési központjában, a NASA nemrégiben kiadott sajtóközleményében magyarázta:
„Célunk az, hogy megértsük, hogyan működik a Nap, és hogyan befolyásolja a világűrét a kiszámíthatóságig. Ez valóban egy kíváncsiság-vezérelt tudomány. ”
Mindkét küldetés a Nap dinamikus külső légkörére, más néven koronára összpontosít. Jelenleg a Nap e rétegének viselkedésének nagy része kiszámíthatatlan és nem érthető jól. Például létezik az úgynevezett „koronális fűtési probléma”, ahol a Nap koronája annyira forró, mint a Nap felszíne. Aztán felmerül a kérdés, hogy mi okozza a napenergia (más néven napenergia) állandó kiáramlását ilyen nagy sebességgel.
Mint Eric Christian, a Parker Solar Probe missziójának kutatója a NASA Goddard-ban, elmagyarázta:
„A Parker Solar Probe és a Solar Orbiter különféle technológiákat alkalmaz, de - misszióként - kiegészítik egymást. Egyidejűleg képeket készítenek a Nap koronájáról, és látni fogják ugyanazokat a szerkezeteket - mi történik a Nap pólusaiban, és hogy néznek ki ugyanazok a szerkezetek az Egyenlítőn. "
Feladatához a Parker Solar Probe közelebb kerül a Naphoz, mint a történelem bármelyik űrhajója - közel 6 millió km-re a felszíntől. Ez felváltja a korábbi, 43.432 millió km (~ 27 millió mérföld) rekordot, amelyet a Helios B szonda állított fel 1976-ban. Ebből a helyzetből a Parker Solar Probe négy tudományos műszerkészletét használja a napszél és tanulmányozza a Nap mágneses tereit, plazmáját és energetikai részecskéit.
Ennek során a szonda segít tisztázni a Nap külső légkörének valódi anatómiáját, ami segít megérteni, hogy a korona miért melegebb, mint a Nap felülete. Alapvetően, míg a koronában a hőmérséklet elérheti a néhány millió fokot is, addig a Nap felületének (más néven fotogömbnek) 5538 ° C (10 000 ° F) hőmérséklete van.
Eközben a Naprendszer körülbelül 42 millió km-re (26 millió mérföld) fog elérni a Napotól, és feltételezi, hogy egy erősen megdöntött pálya képezi a Nap pólusainak legelső közvetlen képeit. Ez a Nap egy másik területe, amelyet a tudósok még nem értenek meg nagyon jól, és ennek tanulmányozása értékes nyomokat adhat arra vonatkozóan, hogy mi vezérli a Nap folyamatos tevékenységét és kitöréseit.
Mindkét misszió megvizsgálja a napszélt is, amely a Nap legáthatóbb hatása a Naprendszerre. Ez a mágneses gázgőz kitölti a belső Naprendszert, kölcsönhatásba lépve a mágneses mezőkkel, a légkörrel és még a bolygók felületével is. Itt, a Földön, ez az, amely felelős az Aurora Borealis és az Australisért, és időnként pusztítást is okozhat műholdakkal és elektromos rendszerekkel.
A korábbi missziók alapján a tudósok azt hitték, hogy a korona hozzájárul a folyamathoz, amely ilyen nagy sebességre gyorsítja a napszélt. Mivel ezek a töltött részecskék elhagyják a Napot és áthaladnak a koronán, sebessége ténylegesen megháromszorozódik. Mire a napszél elérte a mérésért felelős űrhajót - 148 millió km-re (92 millió mérföld) a Naptól -, sok idő van arra, hogy keveredjen az űrből származó többi részecskével, és elveszítse meghatározó tulajdonságainak egy részét.
A Parker Solar Probe olyan közel a naphoz közel parkol, amely képes mérni a napenergia szélét, amint az kialakul és elhagyja a koronát, így a napi szél valaha rögzített legpontosabb méréseit nyújtja. A Nap pólusainak feletti nézőpontból a Solar Orbiter kiegészíti a Parker Solar Probe napenergiaszél-tanulmányát, látva, hogy a napsugár szerkezete és viselkedése különböző szélességi fokon változik.
Ez az egyedülálló pálya lehetővé teszi a Solar Orbiter számára a Nap mágneses tereinek tanulmányozását, mivel a Nap legérdekesebb mágneses aktivitása a pólusokra koncentrálódik. Ez a mágneses mező elsősorban a napenergia-szél miatt van, amely kifelé mágneses buborékot hoz létre. A hélioszférán belül a napszélnek alapvetõ hatása van a bolygó atmoszférájára, és jelenléte megvédi a belsõ bolygót a galaktikus sugárzástól.
Ennek ellenére még mindig nem egészen egyértelmű, hogy a Nap mágneses mezője miként jön létre vagy szerkeszkedik a Nap mélyén. De a helyzetének fényében a Naprendszer képes lesz olyan jelenségeket tanulmányozni, amelyek jobban megérthetik a Nap mágneses mezőjének kialakulását. Ide tartoznak a napsugárzások és a koronális tömeg-kidobások, amelyek a pólusok körüli mágneses mezők által okozott változékonyságból származnak.
Ilyen módon a Parker Napenergia-szonda és a Solar Orbiter kiegészítő küldetések, amelyek a Napot különböző szempontból tanulmányozzák a Nap és a helioszféra ismereteinek pontosítása érdekében. A folyamat során értékes adatokat szolgáltatnak, amelyek segítenek a tudósoknak a Napunkat régóta felmerülő kérdések megoldásában. Ez elősegítheti más csillagrendszerekkel kapcsolatos ismereteink bővítését, és talán megválaszolhatja az élet eredetével kapcsolatos kérdéseket is.
Mint Adam Szabo, a NASA Goddard Parker Solar Probe missziós tudósa elmagyarázta:
„Vannak olyan kérdések, amelyek már régóta hibáztatnak bennünket. Megpróbáljuk megfejteni, mi történik a Nap közelében, és a nyilvánvaló megoldás az, hogy odautazzunk. Nem várhatunk - nem csak én, hanem az egész közösség is. ”
Idővel és a szükséges korszerű anyagok kifejlesztésével akár szondákat is küldhetünk a Napba. De addig addig, amíg ezek a missziók a Nap legteljesebb és legmerészebb erőfeszítéseit képviselik. Mint sok más merész kezdeményezésben a Naprendszer tanulmányozására, érkezésük nem hamarosan jön!
