عندما يتعلق الأمر باستكشاف نظامنا الشمسي ، هناك عدد قليل من المهام الأكثر طموحًا من تلك التي تسعى لدراسة الشمس. بينما كانت ناسا ووكالات فضائية أخرى تراقب الشمس لعقود ، تم إجراء معظم هذه المهام في مدار حول الأرض. حتى الآن ، كانت أقرب مجسات وصلت إلى الشمس هي هيليوس 1 و 2 المجسات ، التي درست الشمس خلال السبعينيات من داخل مدار عطارد عند الحضيض.
تعتزم وكالة ناسا تغيير كل ذلك باستخدام مسبار باركر الشمسي ، وهو مسبار الفضاء الذي أطلق مؤخرًا من كيب كانافيرال ، والذي سيحدث ثورة في فهمنا للشمس من خلال دخول الغلاف الجوي (المعروف أيضًا باسم الهالة). على مدى السنوات السبع المقبلة ، سيستخدم المسبار جاذبية الزهرة لإجراء سلسلة من المقاليع التي ستقربها تدريجياً من الشمس أكثر من أي مهمة في تاريخ رحلات الفضاء!
انطلقت المركبة الفضائية في الساعة 3:31 صباحًا بتوقيت شرق الولايات المتحدة يوم الأحد 12 أغسطس ، من Space Launch Complex-37 في محطة كيب كانافيرال الجوية فوق صاروخ United Launch Alliance Delta IV الثقيل. في الساعة 5:33 صباحًا ، أفاد مدير عمليات البعثة أن المركبة الفضائية كانت صحية وتعمل بشكل طبيعي. خلال الأسبوع المقبل ، ستبدأ في نشر أدواتها استعدادًا لمهمتها العلمية.
بمجرد دخولها في هالة الشمس ، ستستخدم مسبار باركر الشمسي مجموعة متقدمة من الأدوات لإحداث ثورة في فهمنا لجو الشمس وأصل وتطور الرياح الشمسية. ستسمح هذه النتائج وغيرها للباحثين وعلماء الفلك بتحسين قدرتهم على التنبؤ بأحداث طقس الفضاء (مثل التوهجات الشمسية) ، والتي يمكن أن تسبب ضررًا لرواد الفضاء والمهام المدارية وتعطيل الاتصالات اللاسلكية وإتلاف شبكات الطاقة.
كما قال توماس زوربوشن ، المدير المساعد لمديرية مهمة العلوم في وكالة ناسا ، في بيان صحفي صدر مؤخرا عن وكالة ناسا:
"تمثل هذه المهمة حقًا أول زيارة للبشرية لنجم سيكون لها آثار ليس فقط هنا على الأرض ، ولكن كيف نفهم عالمنا بشكل أفضل. لقد أنجزنا شيئًا منذ عقود ، عاش فقط في عالم الخيال العلمي ".
وتأتي مهمة باركر باركر بالتأكيد بنصيبها من التحديات. بالإضافة إلى الحرارة المذهلة التي ستتحملها ، هناك أيضًا التحدي المتمثل في الوصول إلى هناك. ويرجع ذلك إلى السرعة المدارية للأرض ، التي تنتقل حول الشمس بسرعة 30 كم / ثانية (18.64 ميل / ثانية) - أو حوالي 108000 كم / ساعة (67000 ميل / ساعة). إن إلغاء هذه السرعة والسفر نحو الشمس سيستغرق 55 ضعفًا من الطاقة التي تستغرقها المركبة للسفر إلى المريخ.
لمواجهة هذا التحدي ، تم إطلاق مسبار باركر بواسطة صاروخ قوي للغاية - ULA Delta IV ، وهو قادر على توليد 9700 كيلو نيوتن من الدفع. بالإضافة إلى ذلك ، سيعتمد على سلسلة من الجاذبية (المعروفة أيضًا بمقلاع الجاذبية) مع الزهرة. ستتكون هذه من المسبار الذي يقوم بتحليق طيران الشمس ، ثم يدور حول كوكب الزهرة للحصول على زيادة في السرعة من قوة جاذبية الكوكب ، ومن ثم مقلاع حول الشمس مرة أخرى.
على مدار مهمته التي تستغرق سبع سنوات ، سيقوم المسبار بإجراء سبع مساعدات للجاذبية مع كوكب الزهرة وسيجري 24 تمريرة للشمس ، مما يضيق مداره تدريجيًا في هذه العملية. في نهاية المطاف ، ستصل إلى مسافة تقارب 6 ملايين كيلومتر (3.8 مليون ميل) من الشمس وتطير عبر غلافها الجوي (المعروف أيضًا باسم كورونا) ، مما يجعلها تقترب أكثر من سبع مرات من أي مركبة فضائية في التاريخ. بالإضافة إلى ذلك ، سوف يسافر المسبار بسرعة تقارب 692000 كم / ساعة (430.000 ميل في الساعة) ، مما سيحقق الرقم القياسي للمركبة الفضائية الأسرع حركة في التاريخ.
خلال الأسبوع الأول من رحلتها ، ستنشر المركبة الفضائية هوائيها عالي الكسب وقياس المغناطيسية ، الذي يضم الأدوات الثلاثة التي ستستخدمها لدراسة المجال المغناطيسي للشمس. وستقوم أيضًا بتنفيذ أول عملية نشر من جزأين لهوائيات المجال الكهربائي الخمسة (المعروفة أيضًا باسم مجموعة أدوات FIELDS) ، والتي ستقيس خصائص الرياح الشمسية وتساعد في إنشاء صورة ثلاثية الأبعاد للمجالات الكهربائية للشمس.
تشمل الأدوات الأخرى الموجودة على متن المركبة الفضائية التصوير الواسع المجال لمسبار باركر الشمسي (WISPR) ، وهو أداة التصوير الوحيدة للمركبة الفضائية. ستلتقط هذه الأداة صورًا للهيكل واسع النطاق للهالة والرياح الشمسية قبل أن تطير المركبة الفضائية من خلالها ، وتلتقط هذه الظواهر مثل عمليات طرد الكتلة التاجية (CME) والطائرات وغيرها من القذف من الشمس.
هناك أيضًا أداة التحقيق الخاصة بـ Wind Wind Electrons Alphas و Protons (SWEAP) ، والتي تتكون من أداتين أخريين - كأس المسبار الشمسي (SPC) ومحلل المسبار الشمسي (SPAN). ستحسب هذه الجسيمات الأكثر وفرة في الرياح الشمسية - الإلكترونات والبروتونات وأيونات الهليوم - وتقيس سرعتها وكثافتها ودرجة حرارتها وخصائص أخرى لتحسين فهمنا للرياح الشمسية والبلازما التاجية.
ثم هناك التحقيق العلمي المتكامل للشمس (ISOIS) ، الذي يعتمد على أدوات EPI-Lo و EPI-Hi - أدوات الجسيمات النشطة (EPI). باستخدام هاتين الأداتين ، ستقوم ISOIS بقياس الإلكترونات والبروتونات والأيونات عبر مجموعة واسعة من الطاقات للحصول على فهم أفضل لمصدر هذه الجسيمات ، وكيف تسارعت ، وكيف تتحرك في جميع أنحاء النظام الشمسي.
بالإضافة إلى كونها أول مركبة فضائية تستكشف هالة الشمس ، فإن مسبار باركر الشمسي هو أول مركبة فضائية سميت باسم عالم حي - يوجين باركر ، الفيزيائي الذي افترض لأول مرة وجود الرياح الشمسية في عام 1958. مثل نيكولا فوكس ، المسبار وأشار عالم المشروع في JHUAPL ، إلى:
"كان استكشاف هالة الشمس باستخدام مركبة فضائية أحد أصعب التحديات التي تواجه استكشاف الفضاء. سنتمكن أخيرًا من الإجابة عن أسئلة حول الهالة والرياح الشمسية التي أثارها جين باركر في عام 1958 - باستخدام مركبة فضائية تحمل اسمه - ولا يمكنني الانتظار لمعرفة اكتشافاتنا. سيكون العلم رائعًا. "
كان دكتور باركر في متناول يده ليشهد إطلاق المركبة الفضائية في الصباح الباكر. بالإضافة إلى مجموعته المتقدمة من الأدوات العلمية ، يحمل المسبار أيضًا لوحة تكرس المهمة لباركر. تتضمن هذه اللوحة ، التي تم إرفاقها في شهر مايو ، اقتباسًا من عالم الفيزياء الشهير - "دعنا نرى ما ينتظرنا" - وبطاقة ذاكرة تحتوي على أكثر من 1.1 مليون اسم أرسلها الجمهور للسفر مع المركبة الفضائية إلى الشمس.
سيبدأ اختبار الأدوات في أوائل سبتمبر ويستمر لمدة أربعة أسابيع تقريبًا ، وبعد ذلك يمكن لمسبار باركر الشمسي أن يبدأ العمليات العلمية. في 28 سبتمبر ، ستجري أول رحلة طيران لها من كوكب الزهرة وستقوم بأول مساعدة جاذبية لها مع الكوكب بحلول أوائل أكتوبر. سيؤدي هذا إلى المركبة الفضائية لتفترض مدارًا لمدة 180 يومًا للشمس ، مما سيجعلها على مسافة حوالي 24 مليون كيلومتر (15 مليون ميل).
في النهاية ، سيحاول مسبار باركر الشمسي الإجابة عن العديد من الألغاز القديمة حول الشمس. على سبيل المثال ، لماذا تكون هالة الشمس أكثر سخونة بمقدار 300 مرة من سطح الشمس ، ما الذي يدفع الرياح الشمسية الأسرع من الصوت التي تتخلل النظام الشمسي بأكمله ، وما الذي يسرع الجسيمات الشمسية النشطة - والتي يمكن أن تصل إلى سرعات تصل إلى نصف سرعة الضوء - بعيدًا من الشمس؟
لمدة ستين عامًا ، فكر العلماء في هذه الأسئلة ، لكنهم لم يتمكنوا من الإجابة عليها نظرًا لعدم وجود أي مركبة فضائية قادرة على اختراق هالة الشمس. بفضل التطورات في الهندسة الحرارية ، فإن مسبار باركر الشمسي هو أول مركبة فضائية قادرة على "لمس" وجه الشمس وكشف أسرارها. وبحلول ديسمبر ، سترسل المركبة أول ملاحظات علمية لها إلى الأرض.
كما عبر أندي دريسمان ، مدير مشروع بعثة باركر بروب في مختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة جونز هوبكنز (JHUAPL) ، عن:
"كان إطلاق اليوم تتويجا لستة عقود من الدراسة العلمية وملايين الساعات من الجهد. الآن ، تعمل Parker Solar Probe بشكل طبيعي وهي في طريقها لبدء مهمة علم متطرفة مدتها سبع سنوات ".
إن فهم ديناميكيات الشمس أمر جوهري لفهم تاريخ النظام الشمسي وظهور الحياة نفسها. ولكن حتى الآن ، لم تتمكن أي مهمة من الاقتراب بما يكفي من الشمس لمعالجة أعظم أسرارها. بحلول الوقت الذي تكتمل فيه مهمة باركر سولار بروب ، يتوقع العلماء أن يكونوا قد تعلموا الكثير عن الظواهر التي يمكن أن تؤدي إلى الحياة وتعطيلها!
