A koronális tömeg kilökődése (más néven napkitörések) súlyosan veszélyes dolog. Amikor a Nap ilyen töltött részecskéket bocsát ki, pusztítást végezhet az elektromos rendszerekben, a repülőgépekben és a műholdakban a Földön. Még rosszabb, hogy milyen károkat okozhat az ISS fedélzetén állomásozó űrhajósoknak, akik nem rendelkeznek a Föld légkörének védelmével. Mint ilyen, nyilvánvaló, hogy a tudósok miért akarják jobban megjósolni ezeket az eseményeket.
Emiatt a Smithsonian Asztrofizikai Obszervatórium és a Charles Stark Draper Laboratórium – egy Cambridge-i, Massachusetts állambeli non-profit mérnöki szervezet – speciális szenzorok kifejlesztésén dolgoznak a NASA javasolt napelemes űrhajóihoz. A 2018-ban induló űrszonda a Nap légkörébe repül, és „megérinti” a Nap arcát, hogy többet tudjon meg viselkedéséről.
Ez az űrhajó – az úgynevezett Solar Probe Plus (SPP) – jelenleg tervezi és építi a Johns Hopkins Egyetem Alkalmazott Fizikai Laboratóriuma . Amint felbocsátják, az SPP hét Vénusz átrepülést fog igénybe venni közel hét év alatt, hogy fokozatosan csökkentse a Nap körüli pályáját. Ezalatt 24 elrepülést hajt végre a Nap felett, és átjut a Nap felső légkörébe (koronába), 6,4 millió km-en (4 millió mérföldön) elhaladva a felszínétől.
Ezen a távolságon 37,6 millió km-t (23,36 millió mérföldet) tett meg közelebb a Naphoz, mint bármelyik űrhajó a történelemben. Ezzel egyidejűleg új rekordot állít fel az emberi lények által valaha épített leggyorsabban mozgó objektum tekintetében, amely akár 200 km/s (124,27 mérföld/s) sebességgel halad. És végül, de nem utolsósorban, olyan hőnek és sugárzásnak lesz kitéve, amellyel még soha egyetlen űrhajó sem szembesült, beleértve az 1371 °C-ot (2500 °F) is meghaladó hőmérsékletet.
Ahogy Seamus Tuohy, a Draper Űrrendszerek Programiroda igazgatója mondta egy CfA-ban sajtóközlemény :
„Ehhez a küldetéshez olyan űrrepülőgépre és műszerre lenne szükség, amely képes ellenállni a szélsőséges sugárzásnak, a nagy sebességű utazásnak és a zord napsugárzásnak – és ez az a fajta program, amelyet Draper és a Smithsonian Astrophysical Observatory mélyen ismer.
Amellett, hogy történelmi jelentőségű, ez a szonda új adatokkal szolgál majd a naptevékenységről, és segít a tudósoknak olyan módszerek kidolgozásában, amelyekkel előrejelezhetik a jelentősebb űr-időjárási eseményeket – amelyek hatással vannak a földi életre. Ez különösen fontos egy olyan korban, amikor az emberek egyre inkább olyan technológiára támaszkodnak, amelyet a napkitörések negatívan érinthetnek – a repülőgépektől és műholdaktól kezdve a készülékekig és elektromos eszközökig.
Egy friss tanulmány szerint a Nemzeti Tudományos Akadémia , a becslések szerint egy mai hatalmas napesemény csak az Egyesült Államokban két billió dolláros kárt okozhat – és a keleti parthoz hasonló helyek akár egy évig áram nélkül maradnának. A fűtést, a közműveket, a világítást és a légkondicionálást biztosító elektromos áram nélkül egy ilyen esemény halálos áldozatainak száma jelentős lenne.
Mint ilyen, a fejlett figyelmeztető rendszerek kifejlesztése, amelyek megbízhatóan megjósolhatják, mikor közeleg a koronatömeg kilökődése, nemcsak a károk megelőzését, hanem életek megmentését is jelenti. Ahogy Justin C. Kasper, a Smithsonian Astrophysical Observatory vezető kutatója és a Michigani Egyetem űrtudományi professzora, mondott:
„Az alapvető tudományos kérdések megválaszolása mellett a cél az, hogy jobban megértsük azokat a kockázatokat, amelyeket az űridőjárás jelent a modern kommunikációs, légi közlekedési és energiarendszerekre nézve, amelyekre mindannyian támaszkodunk. Sok olyan rendszer, amelyre a modern világban támaszkodunk – a telekommunikáció, a GPS, a műholdak és az elektromos hálózatok – hosszabb időre megszakadhat, ha ma nagy napvihar törne ki. A Solar Probe Plus segít előre jelezni és kezelni az űridőjárás társadalomra gyakorolt hatását.”
Ennek érdekében az SPP-nek három fő tudományos célja van. Először is nyomon kívánja követni a napkoronát és a napszelet felmelegítő és gyorsító energiaáramlást. Másodszor, a kutatók megpróbálják meghatározni a plazma és a mágneses mezők szerkezetét és dinamikáját, mint a napszél forrását. Végül pedig feltárja azokat a mechanizmusokat, amelyek felgyorsítják és szállítják az energetikai részecskéket – különösen az elektronokat, protonokat és héliumionokat.
Ehhez az SPP-t egy fejlett hangszercsomag . Ezek közül az egyik legfontosabb az, amelyet a Smithsonian Astrophysical Observatory épített a Draper technikai támogatásával. A Faraday Cup néven ismert – és a híres elektromágneses tudósokról, Michael Faradayről elnevezett – eszközt a SAO és a Michigani Egyetem fogja üzemeltetni Ann Arborban.
Az elektromágneses sugárzás okozta interferenciáknak ellenálló Farady-kupa mérni fogja a Nap töltött részecskéinek sebességét és irányát, és csak két helyen lesz elhelyezve az SPP védő nappajzsán kívül – ez egy másik kulcsfontosságú elem. A 11,43 cm (4,5 hüvelyk) vastagságú, szénösszetételű pajzs biztosítja, hogy a szonda ellenálljon a szélsőséges körülményeknek, miközben számos elrepülését a Nap koronáján keresztül vezeti.
A küldetés természetesen számos kihívást jelent, amelyek közül nem utolsósorban az adatok rögzítése extrém környezetben, illetve extrém sebességgel történő utazás közben. De a nyeremény biztosan megéri. A csillagászok évek óta tanulmányozták a Napot, de soha nem a Nap légköréből.
A legnagyobb energiájú naprészecskék szülőhelyén átrepülve az SPP célja, hogy elősegítse a Napról, valamint a napszél eredetéről és fejlődéséről alkotott ismereteinket. Ez a tudás nemcsak abban segíthet, hogy elkerüljük a természeti katasztrófát itt a Földön, hanem elősegíthetjük a Naprendszer feltárására (sőt kolonizálására) vonatkozó hosszú távú célunkat is.
További irodalom: CfA
