سوف يدور المسبار الشمسي باركر حول الشمس على مسافة تعادل 4% فقط من المسافة بين الشمس والأرض.
فكيف سيتحمل الحرارة العالية؟
في الأساطير الإغريقية القديمة، جعلت الأجنحة المصقولة حديثًا (ايكاروس) جريئًا وواثقًا للغاية، وغلبت عليه النشوة، مما دفعه الأمر إلى الطيران عاليًا حتى إقترب من الشمس، فأذابت حرارة الشمس جناحيه وسقط إلى الأرض مرة أخرى. فهل البشر مقبلين على مشاركة نفس المصير مع أول مسبار لاستكشاف الشمس، أم أننا نمتلك العبقرية الكافية لتفادي ذلك المصير؟
على مدار عقود من رحلات الفضاء، أرسلنا مسبارات إلى المريخ وزحل وحتى كوكبنا القزم المحبوب بلوتو، كاشفين أسرار كواكب نظامنا الشمسي. في حين أن الشمس النجم القابع في قلب نظامنا بقيت دون إستكشاف. ولكن هذا الأمر على وشك التغيير. حيث سيتم إطلاق مسبار باركر التابع لوكالة ناسا في وقت قريب من يوم السبت.(تم إطلاق المسبار بالفعل في 12 أغسطس 2018)
وعلى مدار سبع سنوات، سيدور مسبار باركر حول الشمس عشرات المرات، وفي أخر ثلاث دورات له سيكون على بعد 3.9 مليون ميل من سطح نجمنا. هذا المسافة تعادل حوالي 4% من المسافة بين الأرض والشمس.
وقال العالم (نور روافي – Nour Raouafi) نائب مدير مشروع مسبار باركر الشمسي:
لن يصنع مسبار باركر فقط التاريخ من خلال الإجابة على الأسئلة التي حيرت العلماء لعقود من الزمن، ولكنه قد يؤدي أيضًا إلى اكتشاف ظواهر جديدة غير معروفة تمامًا لنا في الوقت الحالي، فهذه المهمة لديها القدرة على توجيه الأبحاث الشمسية إلى اتجاه جديد. فباستخدام مسبار باركر، يأمل العلماء في كشف بعض الألغاز لنجم نظامنا الشمسي.
وأهم هذه الألغاز هو الذي يتعلق بالغلاف الخارجي للشمس والذي يدعى إكليل أو هالة الشمس (Corona)، حيث يمكن أن تصل درجة حرارة هذا الغلاف إلى حوالي 2 مليون درجة فهرنهايت، بينما أسفل منها بحوالي 1000 ميل يكون سطح الشمس باردًا نسبياً عند درجة حرارة 10000 درجة فهرنهايت.
هل درجات الحرارة مثل هذه تجعلك قلقًا حول سلامة مسبار باركر؟
لا تقلق، حيث سيتم حماية المركبة الفضائية ومعظم الحمولة من هذه الحرارة -التي تصل إلى 500 ضعف الحرارة التي نختبرها على الارض- من خلال درع واقي، كما قال العالم (روافي).
ويجب أن يتموضع (الدرع الواقي من الحرارة) والمكون من مركبات الكربون، بين المركبة الفضائية وهالة الشمس في جميع الأوقات خلال الإقتراب من الشمس. فإذا تم محاذاة الدرع حتى لفترة وجيزة، سوف يذوب المسبار في غضون ثوان. ولكن لماذا لا يذوب الكربون تحت درجات الحرارة العالية؟ السبب يتلخص في الإختلاف الجوهري بين الحرارة (Heat) ودرجة الحرارة (Temperature). تصف درجة الحرارة الطاقة الحركية للجزيئات، لذا فإن درجات الحرارة المرتفعة تعني أن الجزيئات تتحرك بشكل أسرع. في حين أن الحرارة هي إنتقال الطاقة بين الجزيئات.
خارج الغلاف الشمسي يوجد فقط الفراغ وعدد قليل من الجزيئات التي تتصادم مع درع مسبار باركر الشمسي وتنقل الحرارة إليه. وتتوقع ناسا أن تصل درجة حرارة الدرع إلى 2500 درجة فهرنهايت. بينما على الجانب الآخر من ذلك الدرع الكربوني ذو السمك 4.5 بوصة، ستنعم جسم المركبة الفضائية بدرجة حرارة 85 درجة فهرنهايت.
ويتمتع مسبار باركر بأربعة أدوات مختلفة، والتي ستحلل المجالات الكهربائية والمغناطيسية للشمس، بجانب البلازما، والجسيمات عالية الطاقة، وكذلك تصوير رياحها الشمسية.
الأدوات الوحيدة البارزة من خلف الدرع الواقي والتي يجب عليها تتحمل حرارة الشمس هي هوائيات الحقل الكهربائي، وكاشف البلازما الصغير. ويتم تصنيع أسلاك هذه الأدوات من النيوبيوم المتين، وتغلف بطبقة واقية من أنابيب الكريستال الياقوتي.
وإلى جانب استكشاف اختلافات درجات الحرارة الغريبة بين سطح الشمس والإكليل، فإن العلماء حريصون بشكل خاص على فهم ما يسرع الرياح الشمسية (تتكون الرياح الشمسية من جسيمات مشحونة تنبعث من الشمس، مثل البروتونات والإلكترونات). وعندما تنطلق تلك الجزيئات نحو الأرض بطاقة كافية، فيمكنها أن تؤدي إلى تعطيل الاتصالات اللاسلكية، وتضرر الأقمار الصناعية، وفي الحالات القصوى تتداخل مع شبكات الطاقة الكهربائية. ويمكن أن تصل سرعة الرياح الشمسية إلى 1.8 مليون ميل في الساعة – لكن الكيفية التي يتم بها تسريع الجسيمات إلى مثل هذه السرعات لازالت غامضة.
ويقول العالم (روافي):
تتأثر حالة الرياح الشمسية بشكل كبير خلال رحلتها نحو الأرض وما وراءها بعدد من العمليات الفيزيائية الأخرى، والتي تخفي تمامًا العوامل التي تسببت في تسخين وتسريع البلازما في الإكليل في المقام الأول، ولا يوجد حل أفضل من الغوص في تلك الهالة لجمع البيانات التي نحتاجها لفهم كيفية عملها.
على الرغم من أن إيكاروس طار بالقرب من الشمس من أجل المرح، إلا أن زيارة مسبار باركر للشمس هي رحلة عمل بحتة.
فلدى المسبار بعض الأعمال الجادة لإتمامها، والعديد من الأسئلة للإجابة عليها في السنوات القادمة.
المصادر
ترجمة:محمد عزت
مراجعة: آية غانم
تحرير: زياد الشامي
