Автоматический космический аппарат NASA «Паркер» (Parker Solar Probe), запущенный в космос 12 августа 2018 года, предназначен для изучения внешней короны Солнца. Аппарат будет вращаться вокруг Солнца около семи лет, подбираясь все ближе и ближе к нему, вплоть до расстояния в 6,2 миллиона километров. Ближе «Паркера» к звезде подобрался только зонд Helios-B, который в 1976 году подлетел к нашей звезде на 43,5 миллионов километров.

Зонд разрабатывался с 2008 года и получил название в честь американского астронома Юджина Паркера, который в 1958 году предсказал существование солнечного ветра — потока высокоэнергетичных заряженных частиц, непрерывно испускаемых Солнцем. Это первая миссия NASA, которая названа в честь живущего на момент запуска человека — Юджину Паркеру 91 год. В числе главных целей миссии — изучение основных характеристик солнечного ветра и солнечной атмосферы, исследование электромагнитных полей вблизи Солнца и процессов, идущих во внешних слоях звезды.

Первый важный вопрос миссии: откуда берется медленный солнечный ветер? Известно, что быстрый ветер извергается из корональных дыр — темных, сравнительно прохладных областей на Солнце, но природа медленного солнечного ветра по-прежнему загадка. Другой важный вопрос, ответ на который ученые надеются найти с помощью «Паркера»: как некоторые частицы, летящие от Солнца, ускоряются до более чем половины скорости света? Эти частицы летят так быстро, что достигают Земли в течение получаса и мешают работе спутников. Третья проблема — нагрев короны. В 1869 году во время солнечного затмения ученые обнаружили в излучении короны странную линию в зеленой части спектра. Сначала они решили, что это новый химический элемент — корониум, потому что эта линия не соответствовала ни одному известному элементу. Со временем выяснилось, что это тринадцатикратно ионизированное железо. Но чтобы от атома железа отделилось 13 электронов, необходимо нагреть его до полутора миллионов градусов Цельсия, в то время как температура поверхности Солнца составляет всего 5500 °С.

Рекомендуем по этой теме:
76531
5 мифов о Солнце

Хотя «Паркер» довольно легкий — всего около 635 килограммов, — он был запущен в космос на одной из самых мощных ракет в мире Delta IV Heavy, так как, чтобы отправить космический аппарат к Солнцу, требуется в 55 раз больше энергии, чем к Марсу. Чтобы максимально приблизиться к Солнцу, «Паркер» должен за время миссии совершить семь гравитационных маневров у Венеры — первый из них состоялся 28 сентября 2018 года. Как правило, в результате гравитационных маневров космические аппараты получают необходимое ускорение, но «Паркер», напротив, отдает часть энергии Венере. Во время последних облетов Солнца «Паркер» должен достичь скорости более чем 692 тысяч километров в час: за минуту аппарат преодолевает расстояние от Нью-Йорка до Токио, что делает его самым быстрым космическим аппаратом в истории.

Зонд должен выдержать колоссально высокие температуры, поэтому он оснащен тепловым щитом и системой охлаждения, сделанными из композитных материалов на основе углерода, а система автокоррекции позволяет аппарату самостоятельно переориентироваться в пространстве так, чтобы чувствительные инструменты оставались в тени. Но на самом деле солнечная корона не такое убийственное место для зонда, как можно представить. Дело в том, что она очень тонкая, и, несмотря на то что частицы в ней движутся очень быстро, они не способны сообщить достаточное количество энергии зонду и растопить его. Это можно сравнить с духовым шкафом: если поместить руку в духовку, ожога не будет, в то время как обжечься кипятком можно моментально.

Основной инструмент визуализации «Паркера», WISPR, оптимизирован для изображения короны, внутренней гелиосферы и солнечного ветра. Для измерения электрических и магнитных полей предназначен FIELDS, состоящий из четырех антенн, выходящих из теплового экрана, и двух магнитометров в задней части зонда. Инструмент IS☉IS (символ в акрониме обозначает Солнце) прикреплен болтами к боковой части космического корабля, за теплозащитным экраном, и фиксирует высокоэнергетические электроны, протоны и тяжелые ионы, испускаемые Солнцем. За изучение частиц отвечает также SWEAP, который будет считать электроны, протоны и ионы гелия и измерять их скорости, плотности и температуры. Широкоформатный тепловизор WISPR представляет собой набор из двух телескопов, используемых для изображения короны, внутренней гелиосферы и солнечного ветра. Кроме того, на борту «Паркера» находится чип, на котором записаны имена более миллиона людей, а также научная статья Юджина Паркера, лично присутствовавшего на запуске зонда.