De Parker Solar Probe wordt gebombardeerd met ultrasnel stof. Kunnen ze ruimtevaartuigen beschadigen?

Er is een groot nadeel aan te snel gaan – als je ergens door wordt geraakt, zelfs een kleintje, kan het je pijn doen. Dus als het het snelste kunstmatige lichaam ooit is – it Parker zonnesonde – Ze raken stofdeeltjes die een fractie van de grootte van een mensenhaar hebben en toch schade aanrichten. De vraag is hoeveel schade, en kunnen we iets leren van hoe die schade precies is ontstaan? Volgens nieuw onderzoek van wetenschappers van Universiteit van Colorado in Boulder (UCB), is het antwoord op de tweede vraag ja, dat kunnen we eigenlijk wel.

Parker vaart door het binnenste zonnestelsel in zijn baan rond de zon met een snelheid van 180 km/s (400.000 mph). Maar de omgeving waarin hij reist is niet koud – de sonde heeft de hulp nodig van een gigantisch hitteschild om ervoor te zorgen dat de volledige kracht van de ster zijn ingewanden niet volledig vernietigt. Dit hitteschild is niet altijd gericht in de richting waarin het vaartuig reist, dus het kan het tere inwendige lichaam niet constant beschermen tegen eventuele sporen van stof, waarvan sommige kunnen optreden met een duizelingwekkende snelheid van 10.800 kilometer per uur (6.700 mijl per uur). uur).

Dus wat gebeurt er als dit stof in botsing komt met het ruimtevaartuig? Normaal gesproken verdampen de korrels eerst en ioniseren ze, waarbij de ionen en elektronen die de atomen van de korrel vormen, worden gescheiden, wat resulteert in een plasma. Ditzelfde plasma veroorzaakt een kleine explosie die slechts een duizendste van een seconde duurt. Grotere korrels kunnen echter puin veroorzaken. Een deel van dit puin bestaat uit verdampend stof, maar een deel ervan kunnen kleine fragmenten van Parker zelf zijn die door de stofkorrel zijn weggeblazen.

Er is nog een ander gevolg van deze effecten die niet zichtbaar zijn voor het blote oog – ze verstoren het elektromagnetische veld rond de sonde. Deze turbulentie is wat Dr. David Malaspin van het Laboratorium voor Atmosferische en Ruimtefysica van de Universiteit van Californië gebruikt om meer te weten te komen over de lokale omgeving van Parker.

Omdat het dichter bij de zon staat dan enig ander kunstmatig object, wordt Parker voortdurend overspoeld door de zonnewind – een stroom plasma die van de zon komt. Plasma is gemaakt van elektrisch geladen ionen en elektronen, dus er zit ook een magnetisch veld aan vast. Elk ander plasma dat wordt geïntroduceerd, zoals dat van een botsing met Parker-stof, zou dit magnetische veld beïnvloeden.

Parker heeft zijn eigen set magnetisch gevoelige instrumenten waarmee hij het magnetische veld van de zon kan observeren. Maar het is ook nuttig om te ontdekken hoe het plasma van de botsing van Parker wordt opgezogen door de zonnewind. Hoewel deze gegevens helpen om enkele van de omgevingsomstandigheden vandierenriem wolk“Een grote stofwolk in de buurt van de zon zou ook nuttig kunnen zijn om te begrijpen hoe kleinschalige ionisatieprocessen waar dan ook interageren met de zonnewind. Dit zou met name nuttig kunnen zijn bij het modelleren van de interactie van de atmosfeer van Venus of Mars met de zonnewind.

Als onderdeel van die magnetische studie keken de onderzoekers ook naar wat puin dat uit de sonde zelf was uitgeworpen. In sommige gevallen valt puin op minder dan ideale locaties, zoals direct voor de navigatiecamera, waardoor een lijn in afbeelding Of de weerkaatsing van zonlicht erop, die de sonde even in de war brengt. Voor een missie als Parker, die constant waakzaam moet zijn over zijn richting, zodat de zon hem niet doodt, kan deze verwarring de hele missie beëindigen.

Op dit moment heeft Parker veel taken te doen. Zijn primaire missie gaat door tot 2025, met nog eens vijftien revoluties gepland rond de zon top van de negen Het is al voltooid sinds de lancering in 2018. We hopen dat het de komende vier jaar kan blijven werken met behoud van onder andere de titel “Most Sand Blasted Spacecraft”.

Kom meer te weten:
Universiteit van Californië in Boulder – Kleine korrels, enorme schade: door LASP geleid onderzoek toont aan hoe de effecten van ultrasnel stof een ruimtevaartuig kunnen beschadigen en de werking ervan kunnen verstoren.
APS- Snelle plasma-explosies en zwevende puinwolken aangedreven door ultrasnelle stofinslagen op de Parker Solar Probe: een onbedoeld energetisch experiment in de binnenste heliosfeer.
Space.com – Ultrasnelle stofeffecten veroorzaken plasma-explosies op de Parker Solar Probe
SciTechDagelijks – Effecten van hypervelocity-stof op ruimtevaartuigen die uitbarstingen van plasma en wolken van puin produceren

hoofdfoto:
Kunstenaarsfoto van Parker met diagrammen en foto’s die bij het onderzoek horen.
Krediet – NASA/JHUAPL/LASP