Това лято NASA ще изведе в космоса новата слънчева сонда Паркър, която ще се приближи много близко до Слънцето. Ако си представим, че Земята и Слънцето са на разстояние 1 метър, то сондата трябва да се приближи до нашата звезда на разстояние едва 4 сантиметра.

Това ще й позволи да проникне в слънчевата атмосфера, позната като корона. По този начин ще бъдат осигурени безпрецедентни наблюдения на процесите, задвижващи широкия спектър частици от този регион, изхвърляни в цялата Слънчева система.

В слънчевата корона е невъобразимо горещо. Космическият кораб ще се придвижва във вещество с температура над един милион градуса по Целзий при постоянна бомбардировка с интензивна слънчева светлина.

И все пак, защо космическата сонда няма просто да се изпари в тези условия? Паркър е проектиран да издържа екстремални условия и промени на температурата по време на цялата мисия. Ключов момент е неговият специален топлинен екран и автономната система, защитаваща кораба от интензивното излъчване на Слънцето. Но едновременно с това, Паркър ще може да докосне слънчевата корона.

На острието на науката

Един от ключовите моменти за разбирането на защитата на космическия апарат и неговите сонди е разбирането на концепцията за топлина и температура. Може да изглежда малко противоестествено, но високите температури не винаги водят до високото нагряване на обектите.

В космоса температурата може да бъде хиляди градуси, но обектът да не получи много топлина и да не се нагрее. Температурата показва, колко бързо се движат частиците, а топлината е общото количество енергия, която те предават. Частиците могат да се движат бързо (висока температура), но ако те са твърде малко, няма как да бъде обменена много енергия (топлината ще бъде малко). Космическото пространство в по-голямата си част е пусто и има твърде малко частици, които да предадат енергията си на космическия апарат и да го нагреят.

Короната, през която ще премине космическият кораб Паркър, има изключително висока температура, но ниска плътност. Короната на Слънцето съвсем не е толкова плътна, колкото неговата видима повърхност и слънчевата сонда ще взаимодейства с малък брой горещи частици и ще получи сравнително малко топлина.

Ето защо, когато Паркър преминава през пространство с температура няколко милиона градуса, повърхността на специалния топлинен екран, ще се нагрее само до 1400 градуса по Целзий, а тази температура могат да издържат някои вещества, оставайки при това в твърда форма.

Топлинният щит ще запази слънчевата сонда

Разбира се, хиляда градуса по Целзий, все още е много горещо. За сравнение, лавата при изригването на вулкан е с температура от 700 до 1200 градуса по Целзий. За да издържи това нагряване, сондата използва топлинния екран Thermal Protection System – TPS. Диаметърът на топлинния щит е 2,4 метра, а дебелината – около 115 милиметра. Само десет сантиметра специално вещество запазват температурата на корпуса на космическия кораб на ниво на комфортните 30 градуса по Целзий.

TPS е разработен от лабораторията по приложна физика Джон Хопкинс и е построен в Carbon-Carbon Advanced Technologies. Конструкцията на щита се състои от въглеродни пластини, между които е излята композитна пяна. Щитът е много лек, а страната, обърната към Слънцето има керамично покритие, нанесено чрез вакуумно разпрашване. Тестовете показаха, че топлинният екран издържа до 165 градуса и добре защитава всички прибори.

Чашата, която ще измери слънчевия вятър

Не всички прибори на Паркър ще бъда скрити зад топлинния щит. Извън него ще излиза чашата на слънчевата сонда (Solar Probe Cup). Това е единият от двата прибора, които не са защитени от топлинния екран. Този уред, известен и като цилиндъра на Фарадей е сензор, предназначен за измерване на йонния и електронния потоци на слънчевия вятър. Поради враждебната слънчева атмосфера са разработени уникални технологии, които гарантират, че уредът не само няма да се повреди, но и електрониката на борда на кораба ще може да получава неговите данни.

Самата чаша е направена от татинево-циркон-молибденови пластини с температура на топене около 2349 градуса по Целзий. Чиповете, произвеждащи електрическа енергия за работата на този сензор, са направени от волфрам – един от най-издръжливите на топлина метали с температура на топене 3422 градуса. Заради високите температури, скалата на прибора не е направена с помощта на лазер, а с киселина.

Другият сериозен проблем са проводниците. Нито един кабел не може да издържи и би се разтопил при това близко разстояние до Слънцето. За да се реши този проблемн специалистите са използвали за изолация сапфирни кристални тръбички, в които е поставен проводник от ниобий.

За да се провери, че уредът е готов за суровите условия близо до Слънцето, учените са създали в лабораторни условия интензивното топлинно излъчване. Използвани са ускорител на елементарни частици и проекторите IMAX. По този начин се имитира топлината на Слънцето и потоците частици, които звездата излъчва.

А за да се провери, че Solar Probe Cup ще може да издържи тежките условия, той е поместен в специалната пещ Odeillo, в която се концентрират слънчева топлина от 10 000 регулируеми огледала. Solar Probe Cup без проблем издържа всички тестове.

Космическият кораб, който охлажда себе си

Освен щита, използват се и други технологични решения, които се избягва прегряването. Така например, за избягване на повреда, с приближаването до Слънцето, слънчевите батерии постепенно ще застават в сянката на щита. Накрая ще остане да се показва съвсем малък сегмент от тях.

Това съвсем не е достатъчно. Слънчевите батерии имат собствена система за охлаждане. В сенчестата страна е поставен резервоар с хладилен агент и редица алуминиеви радиатори. Течността циркулира благодарение на инсталираните помпи. Тази охладителна система е достатъчно мощна за да охлажда стая със средни размери и може да поддържа приемливи условия както за слънчевите батерии, така и за останалата електроника.

За хладилен агент се използват около 4 литра дейонизирана вода. Има редица други по-ефективни химически хладилни агенти. Но температурата на космическия апарат ще се променя от 10 до 125 градуса по Целзий и твърде малко течности могат да покрият този диапазон от температури. А за да не може водата да кипне при температури над 100 градуса, тя се намира под налягане и нейната температура на кипене е над 125 градуса по Целзий.

Другият важен проблем е, как да бъде осъществена връзката с подобен космически кораб. Топлинният щит пречи на радиовълните, а сигналът от Слънцето до Земята пътува 8 минути и няма как да се осъществи отдалечено управление на сондата.

Решението е космическият кораб да бъде оставен самостоятелно да се грижи за себе си, когато наближи Слънцето. Централният компютър и използваният софтуер са тествани най-внимателно и специалистите са счели, че всички необходими корекции могат да се осъществяват автоматизирано в реално време.

Изстрелването към Слънцето

След извеждането в космоса Паркър ще регистрира местоположението на Слънцето, ще подготви топлинния екран иоколо три месеца ще лети до нашата звезда, добре защитен от нейното мощно излъчване.


Плановете на мисията са за седем години космическият кораб да направи 24 оборота около Слънцето. При всяко приближаване той ще изследва слънчевия вятър, ще изучава короната на Слънцето и ще регистрира уникални данни за атмосферата на нашата звезда. Учените се надяват, че използването на толкова много най-нови технологии ще запази устройството достатъчно хладно по време на мисията.


Traveling to the sun: Why won’t Parker Solar Probe melt?

41
ДОБАВИ КОМЕНТАР

avatar
10 Коментари
31 Отговори на коментарите
22 Последователи
 
Коментарът с най-много реакции
Най-горещият коментар
  Абонирай се  
нови стари оценка
Извести ме за
Кольо
Кольо

Цял куп глупости чета, особено сравнението колко близо до Слънцето ще е перихелият на сондата ако сме си представели еди какво си. При всички случаи, става въпрос за над 6.2 милиона километра до видимата повърхност на звездата, като времето за пребиваване на такова разстояние е много ограничено. През по-голямата от времето за извършване на една орбита сондата ще е на над 65 милиона километра разстояние от Слънцето, а афелият се намира на почти 110 милиона километра от Слънцето, което е по-далече от отстоянието на планетата Венера от Слънцето.

Ама недейте бе
Ама недейте бе

За това ли ти си един коментатор, а хората работят с бюджет от милиони? Защо не са те наели? Типичен Бай Ганьо!

и аз съм виновен
и аз съм виновен

ей хейтъче я по кротко

Кольо
Кольо

Част от бюджета , е за да си правят реклама и да пискат през нея за още по-голям бюджет. Щото предполагам, са алчни кат всички други капиталисти. А в рекламите им се пускат разни какви ли не числа и сравнения, все едно са направили нещо наистина невероятно, едва ли не извън пределите на научните достижения на днешното време. Истината е много проста. Нищо чрезвичайно няма в това което са постигнали и за да не изглежда това се пускат разните там сравнения, като това с 4-рите сантиметра.

Ама недейте бе
Ама недейте бе

А, ти, не-капиталиста, като си толкова умен, защо не си си направил собствена организация от non-profit характер с научни разработки?

Един пореден коментатор, който не е постигнал нищо в живота, тотален лузър. Това сте повечето Българи!

Ама недейте бе
Ама недейте бе

И затова ли науката е най-развита в капиталистическите държави, а не в такива с корнизъм като нашата или социалистическите кочини? Без богати хора, няма данъци, без данъци няма финансиране от държавата за наука. Без печалба – няма мотивация, без мотивация имаш БАН. Не съм чул Венецуела, която има многомилионна инфлация, КНДР или други социалистическа кочина да е успяла много в науката. Напротив – успяват капиталистическите държави, където има свободно стопанство и мисъл, а не кочините. В кочините – коментатори пишат по форумите и коментарните рубрики и не развиват нищо, само теория. Това е нашата кочина и ти си един от… Виж още »

и аз съм виновен
и аз съм виновен

в интерес на истината науката е развита най много в една конкретна комунистическа държава 😀

Ама недейте бе
Ама недейте бе

Ако говориш за Китай, те са си чисто капиталистически – без пенсии, здравни и социални осигуровки. Работнически феодален лагер, единственото от комунизма им остана символиката и еднопартйнния тоталитаризъм и социалния контрол, в икономическата част са диви капиталисти.

и аз съм виновен
и аз съм виновен

без пенсии ?!

За Китай
За Китай

Да!

Кольо
Кольо

Ти пък да не видиш. Току що обяви НАСА за частници. За това което частната инициатива постига чест и почитания, особено тези които го постигат без държавна помощ…Опс, на Мъск държавата доста киха и за теслите и за космоса и май никак не би успял без тези средства и отдавна да беше фалирал…Т.е. само с частни инвестиции – доникъде. А когато държавата помага, колко точно процента частник е Мъск и каква е разликата от държавното финансиране на космическите изследвания в държави с различни от капитализма обществени строеве. Ей го е, истински частници са Върджин галактик, които десетилетия вече не успяват… Виж още »

Ама недейте бе
Ама недейте бе

Страхотен си, направо даваш оценки лесно на НАСА, Тесла, сега дай на Епъл и Гугъл и други, многознайко чоплещ семки пред блока и с бира в ръка нищещ злите капиталисти. Знаеш ли, че тоя феномен е основно Български? Всмисъл в една Германия, САЩ, Канада, няма такъв феномен, пред соц панелката да видиш един дрипав и мръсен човек, който с бира в ръка да нище все едно знае всички отговори, а в живота нищо да не е постигнал. Вие сте наследници на псевдоинтелектуалците социалисти. Това е истината. Само тук-таме в София има едно по-младо поколение, които са с отворена и свободна… Виж още »

и аз съм виновен
и аз съм виновен

абе ти си много комплексирано човече що не се разкараш като не ти е кеф?

gotqn
gotqn

Евала на хората, че правят нещо. А ти Кольо да ли оставиш като Фичето наследство или само омраза и завист?

Сергей Гулаг
Сергей Гулаг

Бращолевиш тъпотии на български идиот с промит мозък ,никога нищо не сътворил, но винаги е бил обладан от мания за гъзолизане .Така лизахте гъзо на „братушката“ ,който е много добър в науката, но пусто не успя да научи нито един български студент, на нещо смислено,не защото не искаше,просто защото дадените му хора потвърдиха тезата за това че ,българинът е лош матриял.Китай е водещата сила в науката в момента но хора мислещи и говорещи със задницте си като теб ,де да знаят това ?Как да предположат че там все още е комунизъм?Кто видя българин да говори за невероятните ,фантастични успехи на… Виж още »

Ким Чен Ун
Ким Чен Ун

Че те Китай са ултра капиталисти, запазили политическата власт. Да нямат свободно общество, но за сметка на това капитала е водещ.

baroky
baroky

Четете идеологически кауни от двата полюса на обора, за да се научите на малко акъл, ще ви е от полза….. Само да вметна, че НАСА е държавна агенция и се рани от държавния бюджет. За да измъкне милиярди от данъците на хората им требе поредния CGI проект….. Не само че приближат слънцето ми и че го пипнат ако се наложи ААХАХХАХААХ нема проблеми. В САЩ законите на капитализъма важат за средната класа, докато корпорациите и държавните агенции цоцат баш по цоциалистически…. Китай била капиталистическа, ААХАХАХАХАХАХАХ. Китай си е цоциалистическа кочина с умишлено подарени западни технологии и инвестирани трилиони, където робите… Виж още »

до baroky
до baroky

Всичко е вярно, само една ле-е-екичка корекция: на китайските „роби“ заплатите им в момента са почти двойно по-високи от тези на „свободните български евроГейци“. А цените на стоките и услугите в Китай са от 2 до 10 пъти по-ниски, отколкото в България.

Руски демократ
Руски демократ

За разлика от теб живях три месеца в Китай и това, което си написал е в някоя друга реалност. И второ, ако салама и леба са ти по-важни от свободата, може да птидеш в държави като Беларус.

Ким Чен Ун
Ким Чен Ун

Това го написах на майтап в един друг коментар да се види колко сте нелепи, а сега някой идиот го повтаря като вярно. Колко нелепо.

Радо
Радо

Добре, че на никой не му дреме за Кольо тъпуту , иначе нямаше да пратим човек извън Земята …. По неговите изчисления ,пред блока с другите селяни, Земята е плоска!

дфсдф
дфсдф

Още по хубаво е когато Радо обратното на острото сподели мнението си със всички…

ODDReality
ODDReality

Няма да се разтопи, защото СИДЖИАЙ снимчиците генерирани с флагмана на Нвидия са огнеупорни.

0o0
0o0

c-cat net

тъй-тъй
тъй-тъй

Има голяма разлика между неразрушима и издръжлива техника. Неразрушима техника не съществува. Космическата техника е максимално издръжлива, което означава: „Колкото изкара“ – всяка техника в космоса /и не само, разбира се/ рано или късно се разрушава. Средата е изключително агресивна, лъченията са брутални, за непрекъснатата бомбардировка от частици да не говорим. Така че, правилното заглавие може би би било: „Пътешествие до Слънцето: защо слънчевата сонда Паркър няма да се разтопи веднага“.

пак пишете глопости
пак пишете глопости

Teмпepaтypaтa мoжeлa дa e милиoн гpaдyca, aмa плътнocттa дa e мaлĸa и oбeĸтът дa нe ce нaгpee… Maлoyмници, „тeмпepaтypa нa дaдeнo мяcтo“ пo пpинцип oзнaчaвa дo ĸoлĸo гpaдyca ce нaгpявa oбeĸт, пocтaвeн тaм. A нe ĸaĸвa e cĸopocттa нa чacтицитe нa тoвa мяcтo. HACA e cъщaтa тъпня ĸaтo нaшaтa БAH – мяcтo, ĸъдeтo мъpзeливи ĸлaтиĸypoвe c диплoми oт пpeди пoлoвин вeĸ дa cи бapaт пo цял дeн тoпĸитe и дa пaпĸaт бюджeтни пapи. И ĸaтo ce зaдaдe пopeднoтo opязвaнe нa бюджeтa, тe зaпoчвaт дa бoмбapдиpaт oбщecтвoтo c ĸaĸви ли нe пpocтoтии – ĸaĸвa oпacнocт пpeдcтaвлявaли acтepoидитe, ĸoитo тpябвaлo дa бъдaт… Виж още »

Ддсфсдфсф
Ддсфсдфсф

Още един специалист и професор, който с лека ръка даде оценка на НАСА, сравнявайки ги с БАН. Кажи им как се прави, давай Българино. Ти всичко знаеш! Затова и си нает в подобна организация, която е по-голяма и от НАСА? И тя е…? Запоил две-три платки и си мисли, че е професор. Айде!

и аз съм виновен
и аз съм виновен

ти какъв си комплексар нямам думи

Капитализъм 4.0
Капитализъм 4.0

Че всеки осъзнат човек разбира, че Българите са доста назадничеви в много отношения, всичкознаещи и раздаващи лесни оценки. Когато дойде време да предложат алтернатива – те да си създадат организация/компания/фондация/партия/футболен отбор или да участват в такива, обаче, нищо не става. Защо ли – ами защото Българина просто не става. Не става! Това е! В огромната си част Българина не става!

Честито изчезване!

недад
недад

ами изчезвай какво чакаш

Социализъм 9.9 build 1944
Социализъм 9.9 build 1944

Coциaлизъм 9.9 buіld 1944 Това, че не ти става, поради което си на изчезване, си е лично твой проблем, другарю капиталист ? Нас, българите, не ни мисли! Ние сме по-древен народ от всички други европейци. И всичките ще ги надживеем. Ако за нещо не ставаме, това е за роби на западните капиталисти и експлоататори. Колкото и да им е тъжно на последните от което… B пocлeднитe дeceтилeтия зaпaдняцитe пoxapчиxa милиapди дoлapи и eвpa, зa дa yнищoжaт Бългapия. Ho нe им ce пoлyчaвa. Зaщoтo нe мoгaт дa paзбepaт бългapcĸoтo иĸoнoмичecĸo чyдo. A имeннo: зaпaдняĸът цял живoт paбoти, зa дa плaщa нaeми,… Виж още »

Ало
Ало

И това е кой век?

Аз също смятам, че капитализмът е единствения начин България да се съвземе от този шок, който преживя след 44-та година до днес. Виж преди това сме имали златно конвертируем лев, България се е наричала балканския икономически тигър и Швейцария на Балканите, а след 44-та до ден днешен само поетапно изезваме.

Палеустиниец
Палеустиниец

Какво си чешете вагините ?

Ким Чен Ун
Ким Чен Ун

Ако се тръгне през нощта, слънцето няма да може да ги разтопи!

-Ким

Редовен потребител
Редовен потребител

„Тестовете показаха, че топлинният екран издържа до 165 градуса и добре защитава всички прибори.“
Тука в това изречение ми се струва, че е изпусната една цифра (може би 0 накрая), защото преди това в статията се пише, че повърхността на специалния топлинен екран ще се нагрее до 1400 градуса, а ако той може да издържи до 165 градуса май няма никакъв смисъл.

favr
favr

„Kocмичecĸият ĸopaб щe ce пpидвижвa във вeщecтвo c тeмпepaтypa нaд eдин милиoн гpaдyca пo Цeлзий пpи пocтoяннa бoмбapдиpoвĸa c интeнзивнa cлънчeвa cвeтлина“… хубу де, на повърхността на слънцето температурата не беше ли 5-6000 градуса по целзий ..?

тъй-тъй
тъй-тъй

Що се отнася до НАСА, следната класическа случка обяснява много за тях: При започването на американската космическа програма, изскочил проблемът с какво космонавтите да водят записки в космоса – нормалната химикалка или писалка не вършела работа по ред гравитационни причини, затова започнали изследвания, направили проучвания… Много умове били впрегнати в тази титанична задача, много пот била хвърлена. Накрая, след похарчени около 30 млн. долара /за 70-те това са доста пари/ била получена химикалката на НАСА, която се ползва и до днес и се продава в магазина им за сувенири. Триумф на американската техническа мисъл. А как руснаците решили този проблем?… Виж още »

Россия
Россия

Големи са руснаците, живят със заплати и пенсии 2-3 пъти над тези в Европа и САЩ. Втори по БВП в света! Путин направо ги разцепи с колосалните икономически проекти, с които изпревариха дори ЕС. Русия е първа в света по валутни и златни запаси и с най-ниско съотношение дълг спрямо БВП. Не знам дали знаете, но Евразийския съюз всъщност, когато завърши дефакто ще е с 3 пъти по-големи финансови печалби от САЩ+ЕС комбинирано, очаква се да стане до края на 2019-та. В Русия здравеопазването е напълно безплатно! Скоро ще са и първа космическа сила.

favr
favr

заплатите и пенсиите им не са по-високи ама пък им стигат, по бвп не са на първо място ама и външния им дълг е с няколко десетки трилиона долара по-малък от тия с най-голям бвп… като цяло жалкия ти опит за ирония подсказва пълна липса на компетентност, ако са поинтересуваш има доста информация за руските икономически проекти с китай, япония и доста други държави за стотици милиарди само през последните 2 години, строеж на атомни електроцентрали, в сърбия почнаха железница да правят, 2016 повишиха кредитния рейтинг на русия и т.н. и т.н…. тез като тебе чакат русия да са разпадне… Виж още »

Да ви го надемократя
Да ви го надемократя

Нищо не разбирате от космически технологии! Няма да се разтопи, защото ще доближи Слънцето през нощта, бе! 😀

Руски демократ
Руски демократ

Много оригинално, виж малко по-горе!