لقد مرت 124 يومًا منذ إطلاق مسبار باركر الشمسي ، وعدة أسابيع منذ أن اتخذت أقرب نهج قامت به أي مركبة فضائية إلى نجم. الآن ، يضع العلماء أيديهم على البيانات من النهج الوثيق. شارك أربعة باحثين في الاجتماع الأخير للاتحاد الجيوفيزيائي الأمريكي في واشنطن العاصمة ما يأملون أن يتعلموه من المسبار. ويأملون أن تساعدهم بيانات مسبار باركر الشمسي في الإجابة عن سؤال دام عقودًا حول الشمس ، وهضبة الشمس ، والرياح الشمسية.
كان العلماء الذين يدرسون الشمس يتوقعون ذلك لفترة طويلة ، وكان الانتظار يستحق كل هذا العناء.
"لقد كان علماء الفيزياء الشمسية ينتظرون أكثر من 60 عامًا لمهمة مثل هذه لتكون ممكنة. الألغاز الشمسية التي نريد حلها تنتظر الهالة ". - نيكولا فوكس ، مدير قسم الفيزياء الشمسية بمقر وكالة ناسا.
الإثارة في جميع أنحاء المرحلة الأولى من لقاء PSP الشمسي. من 31 أكتوبر إلى 11 نوفمبر 2018 ، أكمل مسبار باركر للطاقة الشمسية أول مرحلة لقاء شمسي ، مسرعة عبر الغلاف الجوي الخارجي للشمس - الاكليل - وجمع بيانات غير مسبوقة مع أربعة أجنحة من الأدوات المتطورة. سوف يدور PSP الشمس 24 مرة لمدة 24 مرحلة لقاء شمسي. خلال المهمة ، سيستخدم المسبار 7 رحلات جوية تساعد على الجاذبية لتقليص مدارها حول الشمس.
تحدث كل مرحلة لقاء للطاقة الشمسية عندما يكون المسبار في حدود .25 AU من الشمس ، وخلال تلك الأوقات ستقوم أدوات العلوم بجمع البيانات. سيتعرض المسبار للحرارة الشديدة والإشعاع خلال ذلك الوقت ، ولا يمكنه الاتصال. بمجرد خروجها من كل مرحلة ، يمكنها إعادة إرسال بياناتها إلى الأرض ليتأمل علماء الفيزياء الشمسية.
"تقدم باركر للطاقة الشمسية قياسات ضرورية لفهم الظواهر الشمسية التي كانت محيرة لنا منذ عقود." - نور الروافي ، عالم مشروع PSP ، JHU / APL.
اكتملت المرحلة الأولى من لقاء الطاقة الشمسية ، وعلى الرغم من أن المهمة لا يزال يتعين عليها القيام بها كثيرًا ، فقد شارك علماء باركر بعض ما يأملون في تعلمه من المهمة في الاتحاد الجيوفيزيائي الأمريكي في واشنطن العاصمة.
عندما تم تصميم مهمة PSP ، أراد العلماء معالجة ثلاثة أسئلة مهمة تتعلق بالفيزياء الشمسية:
- كيف يتم تسخين الغلاف الجوي الخارجي للشمس ، الإكليل ، إلى درجات حرارة أعلى بنحو 300 مرة من السطح المرئي أدناه؟
- كيف تتسارع الرياح الشمسية بسرعة كبيرة إلى السرعات العالية التي نلاحظها؟
- كيف تبتعد بعض أكثر جزيئات الشمس نشاطًا عن الشمس بأكثر من نصف سرعة الضوء؟
قال نور الروافي ، عالم مشروع مسبار باركر للطاقة الشمسية في مختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة جونز هوبكنز في لوريل بولاية ماريلاند: "توفر باركر سولار بروب قياسات ضرورية لفهم الظواهر الشمسية التي كانت محيرة لنا منذ عقود". "لإغلاق الرابط ، هناك حاجة إلى أخذ عينات محلية من الهالة الشمسية والرياح الشمسية الفتية ويقوم Parker Solar Probe بذلك."
لم تكن أي مركبة فضائية قريبة من الشمس مثل PSP ، لذلك لا يعرف العلماء بالضبط ما يمكن توقعه من البيانات. إنهم يعرفون ما يأملون في تعلمه ، لكن لا يمكنهم التأكد.
وقال الروافي "لا نعرف ماذا نتوقع قريبًا جدًا من الشمس حتى نحصل على البيانات ، وربما سنرى بعض الظواهر الجديدة". "باركر مهمة استكشافية - إمكانات الاكتشافات الجديدة هائلة."
تشير التقارير الواردة من PSP إلى أن المرحلة العلمية الأولى التقطت بيانات عالية الجودة. ويرجع ذلك جزئيًا إلى تحليق كوكب الزهرة ، عندما تمكن المسبار من أخذ بعض قياسات الكوكب ، للتحقق من عمل الأدوات. تم تنزيل بعض البيانات من المرحلة العلمية الأولى ، ولكن سيتعين على علماء الفيزياء الشمسية الانتظار حتى يحصلوا على كل ذلك. نظرًا للتحديات في الملف الشخصي للبعثة ، لن تنخفض بعض البيانات العلمية من هذا اللقاء إلا بعد اللقاء الشمسي الثاني للبعثة في أبريل 2019.
مسبار باركر الشمسي ليس المركبة الفضائية الوحيدة التي تدرس الشمس. وتشمل الحرف الأخرى SOHO (المرصد الشمسي للغلاف الشمسي) و SDO (مرصد الديناميكيات الشمسية) والمركبة الفضائية STEREO-A (مرصد العلاقات الشمسية والأرضية الأمامية). ولكن لم يقترب أي من هؤلاء الثلاثة من الشمس مثل PSP ، على الرغم من أنهم يقومون بعلوم مهمة خاصة بهم.
قال تيري كوسيرا ، فيزيائي الطاقة الشمسية في مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لوكالة ناسا في جرينبيلت بولاية ماريلاند: "إن مسبار باركر الشمسي سيذهب إلى منطقة لم نقم بزيارتها من قبل". "وفي الوقت نفسه ، من بعيد ، يمكننا مراقبة هالة الشمس ، التي تقود البيئة المعقدة حول مسبار باركر الشمسي".
يعرض ملف GIF أدناه البيانات الفعلية من مرصد ناسا للعلاقات الشمسية والأرضية إلى الأمام (STEREO-A) ، إلى جانب موقع مسبار باركر الشمسي أثناء تحليقه عبر الغلاف الجوي للشمس خلال المرحلة الأولى من لقاء الشمس في نوفمبر 2018. توفر هذه الصور السياق الرئيسي لفهم ملاحظات باركر الشمسية التحقيق. (حقوق الصورة: NASA / STEREO)
توفر كل مركبة فضائية تدرس الشمس سياقًا ووجهة نظر مختلفة لما يراه الآخرون. سوف يسافر PSP إلى داخل .25 AU ، بينما يدور STEREO حول الشمس في حوالي 1 AU. يقع SDO في مدار أرضي متزامن جغرافيًا ، و SOHO في مدار هالة حول نقطة Sun-Earth LaGrange 1.
قال Kucera ، "إن مهمة STEREO تدور حول مراقبة الغلاف الشمسي من مواقع مختلفة وباركر جزء من ذلك - إجراء قياسات من منظور لم يكن لدينا من قبل".
العلم هو متزايد ، والعلماء مع PSP يرغبون في الإشارة إلى أن التحسين التدريجي في نماذج كيفية عمل الشمس هو جزء من وظيفة PSP ، حتى لو لم نحصل على إجابات سهلة على أسئلتنا.
النماذج هي طريقة جيدة لاختبار النظريات حول الفيزياء الأساسية للشمس. من خلال إنشاء محاكاة تعتمد على آلية معينة لشرح التسخين الإكليلي - على سبيل المثال ، نوع معين من موجة البلازما تسمى موجة ألففين - يمكن للعلماء التحقق من تنبؤ النموذج مقابل البيانات الفعلية من مسبار باركر الشمسي لمعرفة ما إذا كانوا يصطفون. إذا فعلوا ذلك ، فهذا يعني أن النظرية الأساسية قد تكون ما يحدث بالفعل. إذا لم يفعلوا ذلك ، فعادوا إلى لوحة الرسم.
قال رايلي: "لقد حققنا نجاحًا كبيرًا في التنبؤ ببنية الهالة الشمسية خلال الكسوف الكلي للشمس". "ستوفر مسبار باركر للطاقة الشمسية قياسات غير مسبوقة من شأنها أن تزيد من تقييد النماذج والنظرية المضمنة فيها".
تعد سرعة تحطيم الرقم القياسي لـ PSP حاسمة في عملها.
تدور الشمس مرة واحدة كل 27 يومًا تقريبًا كما نراها من الأرض ، وتتحرك معها الهياكل الشمسية التي تدفع معظم نشاطها. وهذا يخلق مشكلة للعلماء ، لأنهم لا يستطيعون التأكد مما إذا كان التغيير الذي يرونه مدفوعًا بالتغيرات الفعلية في المنطقة التي تنتج النشاط - الاختلاف الزمني - أو ناتج ببساطة عن تلقي المواد الشمسية من منطقة مصدر جديدة - الاختلاف المكاني . سرعة PSP تعني أنه يمكن تجاوز هذه المشكلة.
الصورة المتحركة أدناه من نموذج يوضح كيف تتدفق الرياح الشمسية من الشمس ، مع رؤية أداة WISPR من Parker Solar Probe.
الاعتمادات: Predictive Science Inc.
في نقاط معينة ، تسير مسبار باركر الشمسي بسرعة كافية لمطابقة سرعة دوران الشمس تقريبًا ، مما يعني أن باركر "يحوم" فوق منطقة واحدة من الشمس لفترة زمنية قصيرة. يمكن للعلماء أن يكونوا على يقين من أن التغييرات في البيانات خلال هذه الفترة ناتجة عن التغيرات الفعلية في الشمس ، بدلاً من دوران الشمس.
يُعد مسبار باركر الشمسي جزءًا من برنامج Living with a Star التابع لوكالة ناسا لاستكشاف جوانب نظام Sun-Earth التي تؤثر بشكل مباشر على الحياة والمجتمع.
- بيان صحفي لوكالة ناسا: الاستعداد للاكتشاف مع مسبار باركر الشمسي التابع لناسا
- وكالة ناسا: AGU 2018 - البيانات المتوقعة والاكتشاف العلمي من مسبار باركر الشمسي التابع لناسا
- بيان صحفي لوكالة ناسا: تحقيق مسبار باركر للطاقة الشمسية بحالة جيدة بعد إغلاق نهج الطاقة الشمسية
- بيان صحفي لوكالة ناسا: مسبار باركر الشمسي يحطم الرقم القياسي ، ويصبح أقرب مركبة فضائية إلى الشمس
- وكالة ناسا: مسبار باركر الشمسي
- برنامج NASA Living With a Star
