[Перевод] Зонд NASA «коснётся» Солнца — и не расплавится
Источник: NASA Goddard/YouTube
Это абсолютно потрясно!
Буквально через несколько недель NASA собирается запустить в космос одну из своих самых амбициозных миссий. Солнечный зонд Parker совершит несколько «нырков» к поверхности Солнца, чтобы практически «коснуться» его, и окажется таким образом настолько близко к нашей звезде, чем кто-либо до этого.
Три самых низких орбиты Parker проходят на высоте порядка 6,1 миллиона километров над поверхностью, внутри солнечной короны, где температуры достигают нескольких миллионов градусов Цельсия.
Понятное дело, что понадобится защита, и она есть, довольно хитро устроенная. Но к этому мы вернёмся несколько позже, а пока что — поговорим об обжигающей жаре.
Сложно представить, как вообще можно уберечься в подобных условиях — ведь температура всего лишь в 460 градусов Цельсия на Венере быстро приводила к отказу электронного оборудования на советских АМС в восьмидесятые годы.
Но NASA объясняет нам, что есть нюанс между фактической температурой объекта и тепловым излучением, поскольку это сильно влияет на передачу тепла в пространстве. Температура характеризует то, какой скоростью — и соответственно, энергией — обладает частица, а тепловое излучение — сколько энергии она фактически переносит. В космосе частицы могут двигаться с высокой скоростью, но передавать не так много энергии, поскольку их не так уж много.
«Parker неоднократно пройдёт через солнечную корону, которая несмотря на свою высокую температуру имеет довольно низкую плотность», — говорит Сьюзан Дарлинг — «Это довольно просто представить на примере духовки и кастрюльки с кипящей водой — в духовке вы сможете продержать руку значительно дольше, потому что воздух имеет меньшую плотность, чем вода. Соответственно, в сравнении с непосредственно поверхностью Солнца, в короне зонд столкнётся с меньшим количеством частиц и слабее нагреется».
Что это означает, применительно к тепловой защите? То, что она должна будет выдержать температуру около 1370 градусов Цельсия, чтобы уберечь содержимое.
Добиться этого можно лишь при помощи удивительных технологий. Щит зонда представляет собой своеобразный «сэндвич» из двух перезакалённых углерод-углеродных композитных пластин, между которыми 11,5 сантиметров углеродной пены, диаметром 2,4 метра и общим весом всего 72,5 килограмма. Сторона, устремлённая к Солнцу, выкрашена в белый цвет краской на основе керамики с целью отражения максимального количества теплового излучения.
И что поразительно — температура за щитом будет всего 30 градусов Цельсия.
Все инструменты, которые будут находиться вне защищаемой зоны, изготовлены из тугоплавких материалов. Например, цилиндр Фарадея, при помощи которого аппарат будет определять заряд и интенсивность солнечного ветра, сделан из титаноциркономолибденового сплава, (температура плавления около 2350 градусов Цельсия), электростатические пластины — из вольфрама (3422 градуса), а вся проводка будет изготовлена из ниобия (2477 градусов).
Разумеется, Parker будет поддерживать ориентацию в пространстве таким образом, чтобы более деликатное оборудование не попало под удар испепеляющих солнечных лучей, а солнечные панели будут убраны за щит во избежание перегрева на слишком «горячих» участках траектории. Дополнительно зонд оснащён системой жидкостного охлаждения на деионизированной воде.
Несомненно, в «начинке» аппарата очень много и других неординарных инженерных решений. Что ж, ждём не дождёмся, какие новые данные нам принесёт Parker о Солнце, его сумасшедшей атмосфере и бешеных «ветрах».
