NASA wil de zon ‘aanraken’

NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory

Tijdens een persconferentie die zojuist in Chicago is gehouden, heeft NASA bekendgemaakt dat de 1 bij 3 meter grote ruimtesonde die volgend jaar richting zon wordt gestuurd is omgedoopt tot Parker Solar Probe. Tot nu toe werd de sonde ‘Solar Probe Plus’ genoemd. De nieuwe naam is een eerbetoon aan astrofysicus Gene Parker, die zestig jaar geleden het bestaan van de zogeheten zonnewind heeft voorspeld. Het is voor het eerst dat NASA een ruimtetoestel naar een nog in leven zijnde wetenschapper vernoemt. De Parker Solar Probe krijgt een helse taak: hij moet het zonneoppervlak tot op iets meer dan 6 miljoen kilometer naderen. Nooit eerder kreeg een aards ruimtevoertuig zoveel hitte en straling te verwerken.

De lancering van de Parker Solar Probe staat gepland voor 31 juli 2018 of kort daarna. Het zal echter meer dan zes jaar gaan duren voordat het ruim een halve ton wegende toestel in zijn definitieve (langgerekte) omloopbaan om de zon is gemanoeuvreerd. Daarbij wordt gebruik gemaakt van de zwaartekracht van de planeet Venus, die zeven keer dicht wordt genaderd – voor het laatst in oktober 2024.

Bij zijn dichtste nadering van de zon krijgt de Parker Solar Probe ruim vijfhonderd keer zoveel zonnestraling te verwerken als een satelliet die om de aarde cirkelt. Daarom is hij uitgerust met een ruim twee meter groot en elf centimeter dik schild van koolstofcomposiet, dat temperaturen tot 1.400 graden Celsius moet kunnen weerstaan en de vier instrumenten aan boord van de sonde op kamertemperatuur zal houden.

Het hoofddoel van de missie is het onderzoeken van de energiestromen in het buitenste deel van de zonneatmosfeer: de corona. Ook de fysische mechanismen achter de zonnewind – de stroom energierijke geladen deeltjes die de zon voortdurend uitstoot – zullen worden onderzocht.

Dat onderzoek zal zich voor een belangrijk deel daadwerkelijk binnen de corona afspelen. De verste uitlopers daarvan strekken zich namelijk uit tot op ongeveer 8 miljoen kilometer van het oppervlak van de zon.

Gezien de temperatuur van de corona – enkele miljoenen graden Celsius – lijkt dat onbegonnen werk. Het (waterstof)gas waaruit de corona bestaat is echter dermate ijl, dat de Parker Solar Probe een kortstondig verblijf daarin kan doorstaan: er zijn simpelweg zo weinig deeltjes dat de warmte-overdacht relatief gering is.

Uitbarstingen

De hele missie speelt zich af op 150 miljoen kilometer van de aarde. Toch is het geen ver-van-mijn-bed-show. Grote uitbarstingen in de corona veroorzaken met enige regelmaat verstoringen van het aardmagnetische veld die vele etmalen kunnen voortduren. In extreme gevallen leidt dat tot (inductie)schade aan elektriciteits- en communicatienetwerken op aarde. Ook computers, satellieten én astronauten zijn kwetsbaar. Parker Solar Probe moet meer inzicht geven in de wijze waarop dergelijke uitbarstingen ontstaan, en ze voorspelbaarder helpen maken.

NASA is overigens niet de enige die volgende jaar een ruimtesonde voor zonneonderzoek lanceert. Voor oktober 2018 staat de lancering gepland van de Europese Solar Orbiter of SolO. Deze zal de zon van verder af gaan bestuderen: dichterbij dan 42 miljoen kilometer komt deze ruimtesonde niet.