Aggiornamento, 11 agosto 2018, 8: la NASA ha ritardato il lancio della sonda solare Parker fino alla mattina di domenica 12 agosto, con una nuova finestra di lancio che inizierà alle 3:31 EDT. La sonda era stata originariamente programmata per il lancio prima dell'alba di sabato, ma a causa di un errore che causava un'anomalia della pressione dell'elio con il razzo Delta IV Heavy del veicolo spaziale, il tentativo è stato spazzato via pochi minuti prima del decollo programmato. L'ultima volta che la sonda può iniziare il suo viaggio nel 2018 sarà il 23 agosto, in quanto si affida ai voli di Venere per raggiungere il sole. Altrimenti, la sonda verrà lanciata il prossimo maggio.
La sonda solare Parker, che verrà lanciata l'11 agosto, sarà il primo contatto dell'umanità con la nostra stella più vicina.
I precedenti veicoli spaziali hanno ammirato il sole da lontano, poiché le temperature brucianti della stella hanno impedito uno studio approfondito della sua superficie. Ora, dotata di un sistema di protezione termica all'avanguardia, incluso quella che potrebbe essere la visiera parasole più tecnologicamente avanzata del mondo, la sonda solare Parker è progettata per fare la storia.
La missione di sette anni della sonda ha diversi obiettivi. Innanzitutto, la sonda raccoglierà maggiori informazioni sui venti solari: flussi di plasma e particelle emesse dalla superficie del sole. Questi venti accelerano a una velocità di circa 250 miglia al secondo quando vengono allontanati dalla loro stella. Una volta nello spazio, percorrono centinaia di milioni di miglia, vomitando oltre la Terra in un flusso costante. L'unica ragione per cui non sentiamo il buffeting è il campo magnetico terrestre, che devia i venti come un masso in un fiume che scorre. Ma come i venti alla fine si staccano dall'attrazione gravitazionale del sole rimane misterioso.
Questa particolare linea di ricerca arriva a casa per gli ammiratori di lunga data della nostra stella più vicina. I venti solari furono descritti per la prima volta alla fine degli anni '50 dall'omonimo fisico della sonda, Eugene Parker; ora, all'età di 91 anni, Parker potrebbe ancora sentire le risposte ai suoi oltre 60 anni di indagine scientifica.
Secondo, la sonda sarà la prima a entrare in contatto con la corona del sole - l'atmosfera caotica e vorticosa visibile ad occhio nudo durante un'eclissi solare. Per qualche motivo, la corona è un alone più caldo della testa che circonda, ardendo a temperature fino a 2 milioni di gradi Fahrenheit - un paio di ordini di grandezza al di sopra della temperatura superficiale (spesso volatile) del sole di circa 10.000 gradi Fahrenheit (che, per essere giusto, è ancora nessuna passeggiata nel parco). È controintuitivo come sembra: come strappare la mano da una candela tremolante solo per sentire un'ustione ancora più bruciante.
In terzo luogo, la sonda studierà l'accelerazione delle particelle ad alta energia lontano dalla superficie del sole. La più veloce di queste particelle lascia venti solari nella polvere, che si propagano a velocità superiori a 100.000 miglia al secondo (a volte invadendo la velocità della luce). In effetti, queste particelle sono spesso associate ad eventi come i brillamenti solari (punti di energia accecanti che esplodono dalla superficie del sole) o espulsioni di massa coronale (razze infuocate di plasma che fuoriescono dal sole), che possono entrambi danneggiare i satelliti e persino causare interruzioni di corrente sulla Terra. Gli scienziati sperano che le iniziative della sonda informeranno come la corona volatile riesce a sostenere nello spazio sia i venti solari che queste particelle ad alta energia.
"Abbiamo aspettato 60 anni per questa missione", afferma Nicola Fox, scienziato del progetto della sonda solare Parker. “Sta rispondendo a domande che hanno afflitto gli scienziati da quando abbiamo scoperto che la corona era surriscaldata. È un vero viaggio di scoperta. ”
Il fotografo Michael Soluri ha avuto un'esclusiva opportunità dietro le quinte di vedere gli scienziati in azione. "Cerco gli aspetti visivi in un modo unico che aiuti a trascendere lo stereotipo di ciò che uno scienziato" dovrebbe essere "", afferma. “Persone scienziati del buco del piccione. Voglio rompere quella barriera. ”(© michael soluri / michaelsoluri.com) 
Da sinistra a destra: il tecnico Tony Ahan, gli ingegneri meccanici Kelles Gordge e Daniel Eby, l'ingegnere capo dello scudo termico Betsy Congdon e l'ingegnere di sicurezza del sistema Chip Delmar. (© michael soluri / michaelsoluri.com) 
Uno dei container della sonda. Lo scudo termico è in realtà infiammabile, ma solo in presenza di ossigeno, che è scarso nella corona del sole. Qui sulla Terra, tuttavia, devono essere prese precauzioni. (© michael soluri / michaelsoluri.com) 
"Volevo vedere l'umanità dietro l'esplorazione dello spazio", afferma Soluri. “Il loro senso di precisione è straordinario. Mostra che è coinvolto un mestiere, e non è una routine. ”(© michael soluri / michaelsoluri.com) 
L'ingegnere meccanico Jim Hucheson detiene un cuneo di sensore dello strumento Parker Solar Probe Strumento a particelle energetiche a bassa energia (EPI-Lo), che misurerà le particelle a bassa energia che scorrono dal sole, in relazione ai venti solari. Aggiunge Soluri, "Queste persone svolgono un lavoro straordinario con materiali straordinari, lavorando come una squadra per esplorare l'universo". (© michael soluri / michaelsoluri.com) 
L'antenna ad alto guadagno della sonda solare Parker, coperta da un radome per proteggerla da contaminazioni e / o danni durante l'elaborazione a terra. (© michael soluri / michaelsoluri.com) 
Gli scienziati dietro la costruzione della sonda si riferiscono amorevolmente ad esso come un "Frisbee di otto piedi". A 4, 5 pollici di spessore e 160 libbre, la sonda solare Parker sarebbe un forte scontro anche per il più esperto dei giocatori di Frisbee. (© michael soluri / michaelsoluri.com) 
Annette Dolbow, ex insegnante di scuola elementare, si è innamorata dell'elettronica a metà della sua carriera e ha deciso di cambiare rotta. Negli ultimi 21 anni, ha fatto parte della costruzione di 13 satelliti della NASA, ma Parker Solar Probe è la sua prima come conduttore di integrazione e test. "È una delle missioni più difficili a cui abbia mai partecipato", afferma Dolbow. "Ma è sicuramente un enorme culmine della mia carriera." (© michael soluri / michaelsoluri.com) 
Congdon, ingegnere capo dello scudo termico di Parker Solar Probe, ha contribuito a progettare il composito di carbonio da 4, 5 libbre, spesso 4, 5 pollici, che proteggerà gli strumenti della sonda dal calore bruciante del sole. Aggiunge Soluri, "Parte del mio viaggio è umanizzare le persone che fanno la scienza e rivelarle come persone in un mondo unico". (© michael soluri / michaelsoluri.com) Sebbene la sonda debba colmare il divario di 93 milioni di miglia tra la Terra e il sole, la sua traiettoria non sarà esattamente diretta. I veicoli spaziali lanciati dalla Terra iniziano con lo stesso slancio in avanti del pianeta stesso, quindi la sonda non può dirigersi direttamente nell'inferno. Invece, la sonda trascorrerà i successivi sette anni in un lento valzer di ellissi serrate attorno al sole, restringendo il divario tra se stesso e il suo partner di danza infuocato ogni anno che passa. Per rimanere in rotta, Parker Solar Probe occasionalmente fa l'autostop insieme a Venere in un pianeta-astronave sashay che Betsy Congdon, ingegnere capo dello scudo termico di Parker Solar Probe, confronta con un "freno a mano". Cooptando il rimorchiatore della gravità di Venere, la sonda può stabilizzare e riorientare il suo percorso.
Il viaggio della sonda culminerà in un approccio finale alla stella alla fine del 2024, durante il quale arriverà entro 3, 83 milioni di miglia dalla superficie del sole. Mentre questo può ancora sembrare distante, è sette volte più vicino di quanto qualsiasi astronave abbia mai visto al sole - e chiude circa il 96 percento della distanza tra la Terra e la sua stella. Inoltre, questo posizionerà saldamente l'astronave all'interno della corona bruciante.
È qui che entra in gioco lo scudo termico. I progetti hanno richiesto quasi un decennio e saranno tutto ciò che si frappone tra la sonda e i pericoli di ricovero del suo rivoluzionario viaggio. Ma il compito è stato un po 'più scoraggiante rispetto al lancio di un cappello da sole sul veicolo spaziale da 1400 libbre.
A soli 4, 5 pollici di spessore, lo scudo termico ha un nucleo in schiuma di carbonio che è in realtà vuoto al 97 percento, rendendo la struttura qualcosa di simile a un sandwich d'aria. Tuttavia, la squadra soprannominata amorevolmente "Frisbee di otto piedi" cronometra a 160 sterline. Su entrambi i lati ci sono due pannelli in composito di carbonio che in realtà diventa più robusto quando riscaldato. Inoltre, il lato esposto al sole è rivestito con una vernice bianca specializzata che dissipa la maggior parte del calore del sole, proteggendo i fragili strumenti sottostanti. La vernice è essenzialmente la crema solare più resistente mai inventata, ed è fondamentale che non si perda alcun punto.
All'approccio più vicino alla sonda, la parte superiore dello scudo cuoce a circa 2500 gradi Fahrenheit - oltre sette volte la temperatura richiesta per arrostire un tacchino del Ringraziamento - ma ancora sorprendentemente freddo considerando l'ambiente circostante. La discrepanza ha a che fare con la diffusione delle particelle nell'atmosfera della corona: la maggior parte del calore che proverà la sonda proviene in realtà dalla superficie del sole (relativamente fredda), a sobbollire a pochi milioni di miglia di distanza. "Se infili la mano in un forno, non brucerà", spiega Congdon. "Questo è solo quando tocchi la superficie."
Mentre sopporta queste temperature afose, il "Frisbee gigante" manterrà il resto della sonda fresco come un cetriolo (tiepido). La parte posteriore dello scudo rimarrà a 600 gradi Fahrenheit e gli strumenti ammantati nel bus della sonda rimarranno a circa 85 gradi Fahrenheit. Per garantire che l'elettronica sensibile rimanga in ombra, lo scudo termico deve sempre essere rivolto verso il sole. Un passo falso potrebbe porre fine alla tanto attesa missione in pochi secondi.
Ma il team ha preso precauzioni su precauzioni per impedire questa possibilità. Sette sensori specializzati (a volte denominati "sensori per arti solari") circondano il veicolo spaziale, campionando costantemente l'esposizione della sonda alla luce. Se l'astronave oscilla in una posizione precaria, i sensori attiveranno una risposta protettiva per correggere rapidamente l'angolo della sonda. La sonda è inoltre dotata di un sistema di raffreddamento a liquido, che contiene cinque litri di acqua in pressione che può scorrere lungo le piccole vene lungo i macchinari per mantenere una temperatura ambiente praticabile. La meticolosa ingegneria del team è stata intessuta in ogni angolo del veicolo spaziale. "Praticamente si prende cura di se stessa", afferma Fox.
Essendo il "veicolo spaziale più autonomo" mai costruito, la sonda deve inceppare molti macchinari in un pacchetto relativamente piccolo, afferma Annette Dolbow, responsabile dell'integrazione e dei test della sonda solare Parker (la sonda ha le dimensioni di una piccola auto). Una volta lanciato il veicolo spaziale, essenzialmente taglierà tutti i legami con i suoi custodi sulla Terra, il che significa che spetta a questa sonda fortunata difendersi da sé nei prossimi sette anni. Dall'ottobre 2012, Dolbow si è agitato con amore sulla sonda come un genitore ansioso per garantirne il passaggio sicuro.
Secondo il fotografo Michael Soluri, lo scienziato del progetto Nicola Fox ha avuto una mano nel nominare la sonda solare Parker in onore del fisico Eugene Parker, 91 anni, infrangendo una regola di lunga data della NASA contro la denominazione di veicoli spaziali dopo la vita di persone. (© michael soluri / michaelsoluri.com) Certo, c'è di più nella sonda oltre alla futuristica crema solare: ha degli affari seri cui occuparsi. Oltre alle protezioni, la navicella spaziale sfoggerà strumenti come la Solar Probe Cup, progettata per raccogliere le particelle di alta energia che scorrono dalla superficie del sole e una serie di telescopi per scattare foto illuminate dal sole dei luoghi.
E la sonda non ha certamente intenzione di sprecare la ricchezza di energia solare che sarà a conoscenza durante i suoi viaggi: dopo tutto, vedrà molto sole. Quando è ancora lontano dalla stella, la sonda allargherà i suoi pannelli solari, immergendosi nei raggi energetici della stella per alimentare i suoi strumenti. Ma mentre si avvicina, i pannelli si piegheranno verso l'interno come le ali di un uccello dormiente, riducendo drasticamente la quantità di luce che assorbono. Ad un approccio più vicino, la potenza del sole sarà 475 volte quella che un satellite in orbita attorno alla Terra sperimenterebbe - questo è, come dice Fox, "un diavolo di molta potenza" che potrebbe sopraffare l'elettronica sensibile del sistema.
Congdon, Dolbow e Fox sono tutti fermamente convinti che la sonda non avrebbe potuto riunirsi senza l'immenso sforzo collaborativo della NASA e degli scienziati, tecnici e coordinatori del Johns Hopkins Applied Physics Laboratory. Il team e i loro collaboratori hanno tradotto decenni di pianificazione dalle menti umane a fogli di carta e diapositive di PowerPoint, ora completamente realizzati in un'impresa tangibile di meccaniche mai viste prima.
Il gruppo di Dolbow in particolare ha dedicato un numero sbalorditivo di ore alla costruzione della sonda: "La maggior parte dei progetti può impiegare dalle 300 alle 500 ore sull'hardware", spiega Dolbow. “I nostri avevano quasi 5000 ore su tutti i nostri sottosistemi ... ma [il team] sta ancora sorridendo. Sono così orgogliosi di ciò che hanno fatto. "
Dopo il lancio della sonda, Dolbow scherza sul fatto che potrebbe notare il suo nido vuoto: “Dopo che sarà finita, ci sarà un periodo che non vedo l'ora ... quando andremo tutti a separare le cose. Ma sarà fantastico che l'astronave sia nello spazio, a cui appartiene. Mi riprenderò. "
Come la nostra stella più vicina, il sole è il nostro miglior proxy per comprendere questi corpi celesti nel loro insieme. Inoltre, il sole è diventato una parte piuttosto critica della nostra esistenza qui sulla terra, ma nessuna stella è costruita per durare per sempre. Acquisire una comprensione più chiara della salute e del temperamento del sole servirà non solo il futuro dell'esplorazione spaziale, ma anche la natura della vita sul nostro pianeta.
"Questa missione è un po 'di tutto", afferma Fox. "È storico, sta facendo fisica fondamentale, ma sta anche fornendo un beneficio alla vita e alla società nel suo insieme."
Con il lancio a pochi giorni di distanza, Dolbow si meraviglia che anni di duro lavoro si siano finalmente uniti. "Eccoci nel gioco del campionato e stiamo per attraversare la zona finale", dice. "È diventata una tale famiglia."
La sonda partirà dalla stazione dell'aeronautica di Cape Canaveral in Florida questo sabato, con una finestra di lancio che inizia alle 3:33 EDT. La sua impennata nell'atmosfera illuminerà i cieli ancora scuri, un bagliore storico che precede persino il sole nascente del mattino.
