Morgen vertrekt NASA’s Parker Solar Probe richting de bizar hete omgeving van de zon. Met vier pakketten high-tech meetapparatuur moet deze sonde een aantal prangende vraagstukken over dit gebied gaan oplossen.
Als alles goed gaat, wordt de Parker Solar Probe op 11 augustus met een Delta IV Heavy-raket gelanceerd vanaf Cape Canaveral in Florida. Het reisdoel van dit onbemande ruimtescheepje: de corona van de zon. Een interessante plek, want in deze miljoenen kilometers dikke zone rond de zon heersen temperaturen van enkele miljoenen graden Celsius, terwijl het oppervlak van de zon ‘slechts’ 5500 graden is. Hoe dat kan, is een van de mysteries waar de sonde licht op moet gaan werpen.
Hitteschild
Op weg naar de zon vliegt de Parker Solar Probe eerst langs de planeet Venus, om wat snelheid te verliezen. Vervolgens passeert hij de zon op een afstand van 25 miljoen km. (Ter vergelijking: de binnenste planeet van ons zonnestelsel, Mercurius, bevindt zich gemiddeld 60 miljoen km van de zon vandaan.) In de jaren daarna zal de sonde 24 keer rond de zon gaan, met nog zes scheervluchten langs Venus. Bij de laatste van die banen zal de minimale afstand tussen zon en sonde slechts zo’n 6 miljoen km bedragen. Op dit moment zal de Parker Solar Probe overigens ook het snelste ruimteschip tot nu toe worden.
Nu klinkt het misschien alsof de sonde bestand moet zijn tegen temperaturen van miljoenen graden. Toch is het hitteschild dat de instrumenten beschermt berekend op veel lagere temperaturen, tot 1370 graden Celsius. Dat zit hem in het verschil tussen de begrippen temperatuur en warmte: als de temperatuur ergens extreem hoog is maar de dichtheid van deeltjes laag, zoals in de ruimte, dan wordt er desondanks maar weinig warmte overgedragen. (Meer uitleg in dit artikel.)
Nanovlammen
Wetenschappers zijn het er over eens dat het magnetische veld van de zon verantwoordelijk is voor de temperaturen in de corona. Hoe dit verschijnsel precies werkt, is echter onduidelijk. Eén theorie concentreert zich op het feit dat de magnetische veldlijnen verankerd zijn in het zonneoppervlak. Dat zonneoppervlak beweegt echter constant, waardoor de uiteindes van de veldlijnen meebewegen. Daarbij ontstaan golven, die langs de veldlijnen naar buiten toe bewegen en daar deeltjes opzwepen tot hoge snelheden. Een andere mogelijkheid is dat die hoge snelheden het gevolg zijn van kleine vlammen op het zonneoppervlak, zogenoemde nanoflares.
Astronomen hopen dat de Parker Solar Probe kan bepalen of een van deze twee theorieën klopt. Dat gebeurt onder meer met het instrumentenpakket FIELDS, dat de magnetische en elektrische velden direct vóór het ruimtescheepje meet. Ook bevat FIELDS antennes die radiogolven, uitgezonden door de nanoflares, kunnen opvangen. Een ander instrumentenpakket, SWEAP, zal de snelheden registreren van de deeltjes waar de sonde tussendoor beweegt.
Bijna de lichtsnelheid
Natuurlijk moeten er ook plaatjes geschoten worden. Die taak heeft WISPR, voluit de Wide-Field Imager for Solar Probe Plus – maar de afkorting WFIFSPP bekte blijkbaar niet goed genoeg.
Het vierde en laatste pakket instrumenten gaat metingen doen aan elektronen en ionen, inclusief die van zwaardere elementen. Daaruit blijkt dan hopelijk hoe het kan dat zulke deeltjes in de corona af en toe worden versneld tot bijna de lichtsnelheid. De naam van dit pakket: Integrated Science Investigation of the Sun. (In de planningsfase van de missie werd dat afgekort tot ISIS, inmiddels is dat ISʘIS geworden, met het sterrenkundige symbool voor de zon, ʘ, ertussen.)
Overigens richt de Parker Solar Probe zich niet alleen op sterrenkundige vraagstukken. Af en toe zijn er in de corona ook uitbarstingen die wolken plasma richting de aarde sturen, waar ze in het ergste geval onze elektriciteitsnetten kunnen platleggen. De hoop is dat zulke uitbarstingen met de data van de zonnesonde beter te voorspellen zullen zijn.
Data vanaf december
Als de lancering goed verloopt, schiet de Parker Solar Probe in november 2018 voor het eerst langs de zon. Wetenschappelijke data worden vanaf december verwacht. Daarna zal de sonde naar verwachting tot 2025 baantjes rond de zon trekken.
Update 11 augustus 2018: de lancering is uitsteld naar zondag 12 augustus. Meer informatie hier.
Update 12 augustus 2018: vandaag is de sonde met succes gelanceerd. Meer informatie hier.
Beeld: NASA
Nieuwsbrief
Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.