مجله‌ای برای دوست‌داران علم و طبیعت زمین و آسمان

فضاپیمای پارکر؛ پیش به سوی لمس خورشید

نکاتی علمی درباره‌ی دلایل ذوب نشدن فضاپیمای پارکر

Credit: NASA/JHUAPL
312

ناسا به تازگی کاوشگر خورشیدی پارکر را به فضا پرتاب کرده است. فضاپیمایی که از هر فضاپیمای دیگری به خورشید نزدیک‌تر خواهد شد و جو خورشید را لمس خواهد کرد. فضاپیمای پارکر در این ماموریت به فاصله‌ی شش میلیون کیلومتری سطح خورشید خواهد رسید و با دقتی بیش از پیش به جمع‌آوری اطلاعات درباره‌ی ذرات، انرژی و دلایل دمای بسیار زیاد جو یا تاج خورشید خواهد پرداخت.

تاج خورشید دمای بسیار زیادی دارد و فضاپیمای پارکر از میان موادی با دمای بیش از پانصد هزار درجه‌ی سانتی‌گراد گذر خواهد کرد.

در چنین شرایطی سوال ساده‌ای که به ذهن می‌رسد این است که چگونه پارکر این دما را تحمل خواهد کرد؟

Credit: NASA/JHUAPL

ناسا طراحی فضاپیمای پارکر را به گونه‌ای انجام داده است که شرایط بسیار سخت و تغییرات دمای گسترده را تحمل کند. راه حل اصلی این مسئله سپر حرارتی پارکر و سیستم مستقلی است که به محافظت فضاپیما از تابش نور شدید خورشید کمک می‌کند. در حالی که چند نکته‌ی علمی نیز در پشت پرده نقشی اساسی بازی می‌کنند.

چند نکته‌ی علمی

برای درک دلیل ذوب نشدن تجهیزات پارکر باید چند نکته‌ی علمی را به یاد داشت. نکته‌ی اصلی تفاوت مفهوم گرما و دماست. دمای زیاد یک محیط همیشه به معنای گرم شدن جرمی دیگر نیست.

ممکن است در فضا دما به چند هزار درجه‌ی سانتی‌گراد برسد اما گرمای قابل توجهی به جرمی که در آن محیط قرار دارد منتقل نشود. در واقع دما بیان‌گر سرعت حرکت ذرات است، در حالی که گرما میزان انرژی‌ای است که ذرات منتقل می‌کنند. به‌طور مثال ذرات ممکن است با سرعت زیادی حرکت کنند (دمای زیاد) اما اگر تعداد آن‌ها کم باشد انرژی چندانی منتقل نخواهند کرد (گرمای کم). بنابراین از آن جا که در فضا ذرات بسیار کمی وجود دارد انرژی زیادی نیز به فضاپیما منتقل نمی‌شود.

تاج خورشید که فضاپیمای پارکر از آن عبور خواهد کرد دمای بسیار زیادی دارد اما nv سوی مقابل چگالی آن بسیار اندک است. مثالی که می‌توان در این باره زد قرار دادن دست در یک فر داغ یا ظرفی از آب جوش است. در مورد فر دست می‌تواند دمای بیشتری را در زمانی طولانی‌تر تحمل کند، اما اگر دست‌تان در ظرفی پر از آب جوش قرار بگیرد، به دلیل ذرات بسیار بیشتری که دست با آن‌ها در تماس است شدت آسیب بسیار بیشتر  خواهد بود. در رابطه با فضاپیمای پارکر نیز شرایطی مشابه با این مثال رخ می‌دهد و فضاپیما با ذرات کمتری در تماس خواهد بود و گرمای کمتری دریافت خواهد کرد.

با این شرایط فضاپیمای پارکر در حالی از میان تاج خورشید با دمای چند میلیون درجه گذر خواهد کرد که گرمای منتقل‌شده به سپر حرارتی دمای آن را تنها تا حدود ۱۴۰۰ درجه‌ی سانتی‌گراد افزایش خواهد داد.

اما ۱۴۰۰ درجه‌ی سانتی‌گراد کماکان دمای بسیار زیادی است. در مقاله‌ی بعد به بررسی راهکارهای ناسا برای جلوگیری از آسیب رسیدن به فضاپیمای پارکر خواهیم پرداخت.

از فروشگاه آسمان شب دیدن کنید

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.