Il nostro Sole è molto più complesso di quanto sembri. E non è affatto l’oggetto stabile e immutabile che sembra agli occhi umani, il Sole è una stella dinamica e magneticamente attiva. L’atmosfera del Sole invia costantemente particelle ad alta energia verso l’esterno, avvolgendo il nostro sistema solare ben oltre l’orbita di Plutone e influenzando ogni corpo celeste a lui legato, lungo tutta la strada. La sua magnetosfera è altamente estesa. Vere e proprie bobine magnetiche possono esplodere producendo radiazioni di luce e di particelle altamente cariche che viaggiano attraverso lo spazio e creano interruzioni temporanee nella nostra atmosfera, a volte alterando segnali radio e di comunicazione vicino alla Terra (ne sono molto interessati anche i satelliti e la Stazione Spaziale). L’influenza dell’attività solare sulla Terra e sugli altri pianeti è nota come meteorologia spaziale e la chiave per comprendere le origini, sta nella comprensione del Sole stesso.

“L’energia del Sole scorre sempre oltre il nostro mondo“, ha detto Nicky Fox, scienziato del progetto Parker Solar Probe presso l’Applied Physics Lab della Johns Hopkins University a Laurel, nel Maryland. “E anche se il vento solare è invisibile, possiamo vederlo circondare i poli grazie al fenomeno dell’aurora, che sono bellissime, e ci rivelano l’enorme quantità di energia e particelle che si riversano nella nostra atmosfera. Non abbiamo una forte comprensione dei meccanismi che generano il vento solare, ed è quello che stiamo andando a scoprire. ”

Ecco dove entra in gioco la sonda Parker Solar Probe. La navicella porta una gamma di strumenti per studiare il Sole sia da remoto che in situ. Insieme, i dati di questi strumenti allo stato dell’arte dovrebbero aiutare gli scienziati a rispondere a tre domande fondamentali sulla nostra stella.

Una di queste domande è il mistero dell’accelerazione del vento solare. Sebbene in gran parte comprendiamo le origini del vento solare sul Sole, sappiamo che c’è un punto – ancora inosservato – in cui il vento solare viene accelerato a velocità supersoniche. I dati mostrano che questi cambiamenti avvengono nella corona, una regione dell’atmosfera del Sole che la sonda Parker Solar Probe attraverserà direttamente, e gli scienziati pianificano di utilizzare le misure remote e in situ di Parker Solar Probe per far luce su come ciò accada.

Secondo, gli scienziati sperano di apprendere il segreto delle temperature enormemente elevate della corona. La superficie visibile del Sole è di circa 6500 °C ma, per ragioni che non comprendiamo appieno, la corona è centinaia di volte più calda, con punte fino al milione di gradi. Ciò non è di immediata intuizione, poiché l’energia del Sole viene prodotta nella sua nucleo non nella superficie od oltre.

“È un po ‘come se ti fossi allontanato da un falò e improvvisamente diventasse molto più caldo“, ha detto Fox.

Infine, gli strumenti di Parker Solar Probe dovrebbero rivelare i meccanismi all’opera dietro l’accelerazione delle particelle energetiche solari, che possono raggiungere velocità più della metà della velocità della luce mentre si allontanano dal Sole. Tali particelle possono interferire con l’elettronica satellitare, specialmente per i satelliti al di fuori del campo magnetico terrestre.

Per rispondere a queste domande, Parker Solar Probe utilizza quattro batterie di strumenti.

FIELDS, guidata dall’Università della California, Berkeley, e che misura i campi elettrici e magnetici attorno alla sonda. FIELDS cattura le onde e le turbolenze nell’eliosfera interna con un’alta risoluzione temporale per comprendere i campi associati a onde, shock e riconnessione magnetica, un processo attraverso il quale le linee di campo magnetico si allineano in modo esplosivo.

Lo strumento WISPR, abbreviazione di Wide-Field Imager per Parker Solar Probe, è l’unico strumento di imaging a bordo del veicolo spaziale. WISPR ricava immagini da strutture come le espulsioni di massa coronale, o CME, per aiutare a collegare ciò che accade nella struttura coronale su larga scala alle misure fisiche dettagliate che vengono catturate direttamente nell’ambiente vicino a Sole. Il WISPR è guidato dal Naval Research Laboratory di Washington, DC.

Un altro elemento importante è SWEAP (abbreviazione di Solar Wind Electron Alpha e Proton Investigation), che utilizza due strumenti complementari per raccogliere dati. Gli strumenti SWEAP contano le particelle più abbondanti nel vento solare – elettroni, protoni ed ioni di elio – e misura tali proprietà come velocità, densità e temperatura per migliorare la nostra comprensione del vento solare e del plasma coronale. SWEAP è guidato dall’Università del Michigan, dall’Università della California, Berkeley e dallo Smithsonian Astrophysical Observatory di Cambridge, nel Massachusetts.

Infine, ISOIS – abbreviazione di Integrated Science Investigation of the Sun, che presenta il simbolo del Sole nella O del suo acronimo – che misura le particelle attraverso una vasta gamma di energie.

Misurando elettroni, protoni e ioni, ISOIS capirà i cicli di vita delle particelle: da dove sono venuti, come sono stati accelerati e come si spostano dal Sole attraverso lo spazio interplanetario. ISOIS è guidato dalla Princeton University nel New Jersey.

Parker Solar Probe è una missione che si può dire studiata da circa sessant’anni. Con l’alba dell’Era Spaziale, l’umanità fu introdotta nella piena dimensione della potente influenza del Sole sul sistema solare. Nel 1958, il fisico Eugene Parker pubblicò un innovativo documento scientifico che teorizzava l’esistenza del vento solare. La missione è ora intitolata a lui, ed è la prima missione della NASA ad essere intitolata a una persona vivente.

Solo negli ultimi decenni la tecnologia è arrivata abbastanza lontano da rendere Parker Solar Probe una realtà. La chiave del viaggio audace della navicella spaziale è rappresentata da tre importanti innovazioni: lo scudo termico all’avanguardia, il sistema di raffreddamento ad array solare e il sistema avanzato di gestione degli errori.

“Il sistema di protezione termica (lo scudo termico) è una delle tecnologie abilitanti la missione di un veicolo spaziale“, ha affermato Andy Driesman, project manager di Parker Solar Probe presso il laboratorio di fisica applicata Johns Hopkins. “Permette al veicolo spaziale di funzionare a temperatura ambiente“.

Altre innovazioni sono il sistema di raffreddamento a pannelli solari e i sistemi di gestione dei guasti a bordo. Il sistema di raffreddamento del campo solare consente agli pannelli solari di produrre energia sotto l’intenso carico termico del Sole .

Utilizzando i dati di sette sensori solari posizionati attorno ai bordi dell’ombra proiettata dallo scudo termico, il sistema di gestione dei guasti di Parker Solar Probe protegge il veicolo spaziale durante i lunghi periodi di tempo in cui non può comunicare con la Terra. Se rileva un problema, la sonda si correggerà automaticamente e indicherà che i suoi strumenti scientifici rimangono freschi e funzionanti durante i lunghi periodi in cui la sonda non è in contatto con la Terra.

Lo scudo termico di Parker Solar Probe – chiamato sistema di protezione termica, o TPS – è un “sandwich” composto di carbonio-carbonio che circonda quasi 11 cm di schiuma di carbonio (quest’ultima è di fatto composta dal 97% di aria). E’ quasi 3 metri di diametro, ma grazie a questa struttura risulta molto leggera.

Il vettore utilizzato per il lancio sarà Delta IV Heavy, uno dei razzi più potenti al mondo; nonostante Parker Solar Probe è relativamente piccolo, come una piccola automobile, ciò di cui Parker Solar Probe ha bisogno è l’energia: raggiungere il Sole richiede molte energie al momento del lancio per arrivare poi a quella che sarà la sua orbita attorno al Sole. Questo perché qualsiasi oggetto lanciato dalla Terra inizia a viaggiare intorno al Sole alla stessa velocità della Terra – circa 28 km al secondo, questa è la velocità della Terra attorno al Sole – quindi un oggetto deve viaggiare incredibilmente velocemente per neutralizzare quel momento, cambiare direzione e avvicinarsi al Sole.

La tempistica del lancio di Parker Solar Probe – tra le 4 e le 6 del mattino EDT, e in un periodo di circa due settimane – è stata scelta con molta precisione per inviare Parker Solar Probe verso il suo primo, vitale obiettivo per raggiungere tale orbita: Venere per usufruire del flyby.

“L’energia di lancio per raggiungere il Sole è 55 volte quella richiesta per arrivare a Marte, e due volte quella necessaria per arrivare a Plutone”, ha detto Yanping Guo del Johns Hopkins Applied Physics Laboratory, che ha progettato la traiettoria della missione. “Durante l’estate, la Terra e gli altri pianeti nel nostro sistema solare sono nell’allineamento più favorevole per permetterci di avvicinarci al Sole.”

L’astronave eseguirà un flyby (o fionda gravitazionale) con Venere, disegnando un’orbita che – già al suo primo passaggio – porta Parker Solar Probe più vicino alla superficie solare di quanta non sia mai stata, bene all’interno della corona. La sonda eseguirà manovre analoghe altre sei volte durante la sua missione di sette anni.

“Studiando la nostra stella, possiamo imparare non solo di più sul Sole“, ha affermato Thomas Zurbuchen, amministratore associato per la Direzione della missione scientifica presso il quartier generale della NASA. “Possiamo anche imparare di più su tutte le altre stelle, della nostra galassia e nell’universo e persino gli inizi della vita.”

Parker Solar Probe fa parte del programma Living with a Star della NASA, o LWS, per esplorare aspetti del sistema Sole-Terra che influenzano direttamente la vita e la società. LWS è gestito dal Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland, per la Divisione Eliofisica della Direzione della missione scientifica della NASA a Washington. Johns Hopkins APL gestisce la missione Parker Solar Probe per la NASA. APL ha progettato e costruito il veicolo spaziale e lo manovrerà.

A questo link della NASA è possibile seguire la missione in diretta. Tempo stimato alla partenza (nel momento in cui viene postato l’articolo, 10 giorni 14 ore e 15 minuti: la finestra di lancio è comunque stimata fino al giorno 19 agosto 2018)

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(Fonte: nasa.gov )