مأموریت کاوشگر پلاس ناسا؛ مأموریتی برای لمس خورشید

چهارشنبه‌ی هفته‌ی جاری ناسا به‌طور رسمی از برنامه‌ی خود برای پرتاب یک کاوشگر به اعماق اتمسفر خورشید پرده بر خواهد داشت.  که به‌عنوان نخستین مأموریت از این دست شناخته می‌شود و از آن با تعبیر «مأموریتی برای لمس خورشید» یاد می‌کنند.

مأموریت کاوشگر خورشیدی پلاس (Solar Probe Plus) باید با دمای بسیار بالا و تابش‌هایی دست و پنجه نرم کند که شبیه آن را هیچ کاوشگری پیش از این تجربه نکرده است. اما داده‌هایی که این کاوشگر در طی فرایند خود جمع‌آوری خواهد کرد، می‌توانند به ستاره‌شناسان در پیش‌بینی بهتر توفان‌های خورشیدی و توسعه‌ی سرنخ‌هایی در مورد برخی از ژرف‌ترین رازهای نزدیک‌ترین ستاره‌ به زمین، کمک کند.

در سال ۱۹۷۶، یک محفظه‌ی بلوکی ۳۷۰ کیلوگرمی از ابزارهای مختلف که آن را به اسم هلیوس ۲ نام‌گذاری کرده‌ بودند، در طی مأموریتی که به‌قصد مطالعه‌ی توفان‌های خورشیدی و پرتوهای کیهانی برنامه‌ریزی شده بود، به فاصله‌ی حدود ۴۳ میلیون کیلومتری از سطح خورشید رسید.

از آن زمان تاکنون، جهان ما به مقدار بسیار بیشتری به دنیای فناوری و ابزارهای آن متکی شده است. ابزارهایی که برخی‌شان در مدار زمین و برخی روی زمین به کار گرفته می‌شوند و در برابر تهدیدهایی آسیب‌پذیر هستند که ما درک محدودی از آن‌ها داریم.

در واقع نه‌تنها ممکن است فناوری‌های مدرن ما از فعالیت‌های بیش از حد خورشیدی آسیب‌های جدی ببینند، بلکه انسان‌هایی که شاید روزی در بیرون از اتمسفر زمین زندگی کنند هم نیاز به حفاظت از گزند این توفان‌های خطرناکی داشته باشند که معمولا از ذرات باردار و تابش‌های مضر تشکیل می‌شوند.

ناسا به‌منظور یافتن راه‌هایی برای افزایش دانش ما از این زمینه، در حال برنامه‌ریزی برای نزدیک‌تر شدن به تاج خورشید است؛ حتی نزدیک‌تر از کاوشگر هلیوس ۲ و در واقع آن‌ها قرار است در این مأموریت جدید رکورد تازه‌ای به ثبت برسانند.

کاوشگر سرسخت و کوچکی که در ماه آگوست سال آینده‌ی میلادی پرتاب خواهد شد، هفت بار و در طی یک دوره‌ی هفت‌ساله از کنار سیاره‌ی زهره خواهد گذشت تا در نهایت بتواند مدار مناسبی بیابد که در نهایت آن را در ۲۴ حرکت حلقوی بیضی‌شکل به فاصله‌ی ۶ میلیون کیلومتری از سطح خورشید (فوتوسفر) برساند.

شاید چنین فاصله‌ای در نگاه نخست خیلی نزدیک به نظر نرسد؛ اما با وجود فاصله‌ای تنها به مقدار ۹ برابر شعاع خورشید، می‌توانیم دریابیم که چنین حرکتی مسلما یک اقدام جسورانه است و باعث خواهد شد سنسورهای در نظر گرفته‌شده برای پژوهش‌ها بتوانند به مقدار کافی برای ردیابی و شناسایی میدان‌های مغناطیسی خورشید نزدیک شوند و چندین ذره‌ی خورشیدی را بدون آتش گرفتن شکار کنند.

از این‌رو کاوشگر مورد نظر باید بتواند دماهای بالایی تا میزان ۱۴۰۰ درجه‌ی سانتی‌گراد را تاب بیاورد و در عین حال محموله‌اش را هم در یک محفظه‌ با دمایی بسیار پایین‌تر از آن دما نگه‌داری کند.

پایگاه ساینس آلرت پیش از اعلام خبر رسمی ناسا، با برد تاکر از دانشگاه ملی استرالیا و در بخش پژوهش‌های نجوم و فیزیک نجومی این دانشگاه در مورد انتظار ناسا از انجام این مأموریت و چگونگی انجام آن گفتگو کرده است. وی در این باره چنین توضیح می‌دهد:

بزرگ‌ترین گام در فناوری این مأموریت، حفاظت در برابر گرما خواهد بود. ضخامت حفاظ گرمایی حدود ۱۱.۵ سانتی‌متر و از جنس کامپوزیت کربن است و می‌تواند دمایی تا میزان ۱۴۰۰ درجه سلسیوس را به‌خوبی تحمل کند. استفاده از کامپوزیت کربن واقعا به ما اجازه می‌دهد که بتوانیم کارهای پیچیده‌تر و دشوارتر را به انجام برسانیم.

گفتنی است که استفاده از کربن در شکل‌هایی همچون نانوله‌های کربنیو گرافن در حال حاضر توانایی‌های ما را برای ساختن کاوشگرهایی که بتوانند هم به‌اندازه‌ی کافی سبک و هم به‌اندازه‌ی کافی مقاوم در برابر دماهای بالا و شرایط دشوار برخی از نقاط منظومه‌ شمسی باشند، متحول کرده است.

در کنار حفاظ گرمایی ویژه‌ای که از آن صحبت شد، کاوشگر خورشیدی پلاس ناسا که به‌اختصار به نام SPP هم شناخته می‌شود، هزینه‌ای به میزان یک و نیم میلیارد دلار برای این سازمان در پی داشته است. این کاوشگر از یک سیستم گردش آب فعال برای حفاظت ابزارها و دستگاه‌های مخصوص اندازه‌گیری استفاده می‌کند که برای سنجش میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی، دماهای الکترون و همچنین چگالی تاج خورشید به کار خواهند رفت.

لازم به گفتن نیست که یک سیستم تصویربرداری مناسب نیز روی کاوشگر وجود خواهد داشت تا تصاویری از چنین دوران خاص و جسورانه‌ای در نزدیک‌ترین نقطه به خورشید به ثبت برساند. تاکر همچنین توضیح می‌دهد:

پی بردن به فعالیت خورشید و پیش‌بینی آب‌وهوای (فعل و انفعالات اتمسفر خورشید) آن در صورتی‌ که ما بخواهیم از این پس به مقدار بیشتری در فضا و محل‌هایی شامل ماه و مریخ به کاوش بپردازیم، ضروری به نظر می‌رسد.

همچنین به دست آوردن اطلاعاتی در مورد اینکه ذرات به چه شکلی به سرعت‌های بالا می‌رسند نیز می‌تواند ایده‌های بهتری را در مورد چگونگی حرکت اشیا در فضا در اختیار پژوهشگران بگذارد. تاکر به این نکته هم اشاره کرد که تلسکوپ فضایی کپلر هم‌اکنون تحت تأثیر توفان‌های خورشیدی اندکی دچار تغییر جهت شده است. وی افزود:

با فهم و دریافت جزئیات بیشتر و بهتر از بادهای خورشیدی و نحوه‌ی شتاب گرفتن آن‌ها، امکان استفاده از آن روندها برای شتاب‌ دادن به فضاپیماهایی از قبیل مورد پیشنهادشده در پروژه‌ی Light Sail فراهم خواهد شد.

یکی دیگر از معماهای بی‌جوابی که اکنون در ذهن دانشمندان وجود دارد و نیاز به سرنخ‌هایی برای یافتن پاسخش داریم، دمای عجیب کورونا یا همان تاج خورشید است.

دمای فوتوسفر خورشید چیزی در حدود ۵۵۰۰ درجه‌ی سانتی‌گراد است و این گرمای سوزاننده وقتی که به لایه‌های درونی آن می‌رویم تا میلیون‌ها درجه بالا می‌رود.

در حالی که امروزه فرضیه‌هایی در مورد علت روی دادن چنین گرمایش شدیدی مطرح می‌شود؛ اما دست یافتن به شواهد بیشتر می‌تواند ما را به علت‌های صحیح‌تر و محکم‌تری برساند.

اگر شما هم یکی از طرفداران دوآتشه‌ی ستاره‌شناسی مرتبط با خورشید هستید، می‌توانید روز چهارشنبه هفته‌ی جاری ساعت ۱۹ و ۳۰ دقیقه بهناسا تی‌وی مراجعه کنید تا توضیحات دقیق‌تر و بیشتری در مورد این مأموریت و برنامه‌ی پژوهشگران بشنوید.