Parker Solar Probe

Parker Solar Probe
	Computerillustratie van de Parker Solar Probe
Organisatie	NASA, United Launch Alliance
Hoofdaannemer	Applied Physics Laboratory, Johns Hopkins
Missienaam	Parker Solar Probe
Lanceringsdatum	12 augustus 2018, 07:31 UTC
Lanceerbasis	Cape Canaveral Air Force Station ; lanceerplatform SLC-37B
Draagraket	Delta IV Heavy met extra Star 48BV als bovenste trap
Massa	685 kg incl. brandstof.
Doel	Onderzoek van de Zon
Fly by	24 keer langs de Zon, 7 keer langs Venus
Aantal banen	24
Duur missie totaal	7 jaar
Portaal	Ruimtevaart ; Astronomie

De Parker Solar Probe (PSP), eerder bekend als Solar Probe+ of Solar Probe Plus^[1], is een Amerikaanse missie naar de Zon door een onbemand ruimtevaartuig. Deze ruimtesonde werd op 12 augustus 2018 in opdracht van NASA door United Launch Alliance gelanceerd, en zal in de loop van zeven jaar 24 keer langs de Zon vliegen, deels dichterbij dan ooit gedaan is, en daarbij de corona van de Zon observeren. Op 14 december 2021 vloog de Parker Solar Probe als eerste door mensen gemaakt voorwerp door de corona van de Zon.^[2]

De Parker Solar Probe is onderdeel van het HELEX (Heliophysics Explorers)-onderzoeksprogramma, samen met de Solar Orbiter van de Europese Ruimtevaartorganisatie die in februari 2020 werd gelanceerd. De missie werd eerder "Solar Probe Plus" genoemd omdat het ontwerp is gebaseerd op een eerder ontwerp uit 2005 dat kortweg "Solar Probe" heette^[3]. Op 31 mei 2017 werd de ruimtesonde hernoemd naar Eugene Parker, een astrofysicus van de Universiteit van Chicago.

Missie

De Parker Solar Probe zal het eerste ruimtevaartuig zijn dat de corona (atmosfeer) van de Zon invliegt. Hoofddoel van de missie is onderzoek te doen naar onder meer de energiestromen die de corona verwarmen en de zonnewind versnellen en de magnetische bronnen in het gebied waar de zonnewind ontstaat. Hiermee zal de missie proberen een antwoord te geven op twee belangrijke onbeantwoorde vragen over de Zon:

Waarom is de corona van de Zon zoveel heter dan de fotosfeer?
Hoe wordt zonnewind versneld?

De Parker Solar Probe zal in zeven jaar tijd 24 keer langs de Zon vliegen, en wel op steeds kleinere afstand. De baan is steeds ongeveer een ellipsbaan met de Zon in een van de brandpunten, maar de lange as van de ellips wordt stapsgewijs kleiner gemaakt door aan het ruimtevaartuig steeds meer baanenergie te onttrekken (de som van specifieke potentiële en kinetische energie steeds sterker negatief te maken), en de vorm van de baan wordt langwerpiger gemaakt (de ellips wordt smaller). Dit is bereikt doordat het ruimtevaartuig ten opzichte van de Aarde met een grote snelheid is gelanceerd in de richting tegengesteld aan die van de Aarde in zijn baan om de Zon, waardoor de snelheid van het ruimtevaartuig in zijn baan om de Zon gereduceerd is van ongeveer 30 naar 20 km/s.

Bovendien zal het ruimtevaartuig zeven keer langs de planeet Venus vliegen. Venus zal hierbij de Probe zwaartekrachtsslingers meegeven, waardoor nog even zo vaak de lange as van de ellips kleiner wordt en de ellips smaller wordt.

De Parker Solar Probe zal de Zon tijdens de laatste rotatie benaderen tot op acht en een half keer de straal van de Zon of ongeveer zeven miljoen kilometer. Dat is zo'n zeven keer dichter bij de Zon dan het huidige record van Helios II (1976). De missie zal naar verwachting in 2025 eindigen^[3].

Om zich tegen de intense hitte van de Zon te beschermen, zal de Parker Solar Probe gebruikmaken van een hitteschild gemaakt van een sterk en licht koolstofvezel composiet, dat op het ruimtevaartuig gemonteerd is. In de buurt van de Zon zal het ruimtevaartuig zo gedraaid worden dat de computersystemen en meetapparatuur aan boord van de Parker Solar Probe zich in de penumbra van het hitteschild zullen bevinden. Bij een verkeerde stand zou de apparatuur binnen enkele tientallen seconden vernield worden door de hitte.

Zonnepanelen zullen de primaire energiebron van het ruimtevaartuig vormen. Een reeks zonnepanelen zal gebruikt worden tijdens het eerste deel van de reis. Wanneer de Parker Solar Probe de Zon tot op 0,25 AU benaderd heeft, zullen deze zonnepanelen achter het hitteschild ingetrokken worden. Hierna zal een reeks veel kleinere zonnepanelen met een speciaal koelsysteem uitklappen en de energievoorziening overnemen.

In de buurt van de Zon zal het ruimtevaartuig, ondanks al het afremmen om daar te komen (met de raket en de zwaartekrachtsslingers), door de zwaartekracht van de Zon steeds een zeer hoge snelheid bereiken, hoe dichter bij de Zon hoe sneller, tot 200 km/s, een record voor ruimtevaartuigen. Al bij de eerste passage, eind 2018, verbreekt hij met een snelheid van bijna 100 km/s het huidige record van 70 km/s, van de Helios-sondes, ook bij hun passage langs de Zon.

Verloop

In opdracht van NASA was het ruimtevaartuig sinds 2008 in ontwikkeling door het Applied Physics Laboratory in Laurel (Maryland), een onderdeel van Johns Hopkins University. Het project kostte zo’n 1,5 miljard dollar^[4].

In de laatste maanden voor de geplande lancering werd de lanceerdatum enkele keren een aantal dagen verschoven. Op 11 augustus 2018 brak United Launch Alliance (het bedrijf dat de lancering verzorgt) de eerste poging tot lancering tweemaal af wegens afwijkende waarden in de draagraket^[5]. Omdat er binnen het lanceervenster van die dag geen tijd meer was om de aftelsequentie terug naar min-vier minuten te zetten werd de lancering een dag uitgesteld^[6].

Op 12 augustus 2018 vond de lancering plaats om 07:31 UTC vanaf Cape Canaveral Air Force Station (lanceerplatform SLC-37B) door een Delta IV Heavy (ten tijde van de boeking de krachtigste beschikbare draagraket) met een toegevoegde Star 48BV als bovenste rakettrap. Hierna verliet de ruimtesonde de Aarde met de hoogste lanceringssnelheid ten opzichte van de Aarde die ooit behaald is^[7]. De raket remde de ruimtesonde echter zoals gezegd af ten opzichte van de snelheid van de Aarde in zijn baan om de Zon.

Op 29 oktober 2018 om 16:35 UTC geraakte de Parker Solar Probe dichter bij de Zon dan enig ander door mensen gemaakt voorwerp voordien^[8].

Op 6 november 2018 vond de eerste passage van de Zon plaats en naderde de PSP het oppervlak van de Zon tot op zo’n 24 miljoen kilometer. De Parker Solar Probe zond op 7 november een status-piep uit die aangaf dat alle instrumenten naar behoren werken.

Begin december 2019, na drie omlopen om de zon presenteerde NASA de eerste resultaten.

Wetenswaardigheden

Met de vernoeming naar Eugene Parker is de Parker Solar Probe het eerste ruimtevaartuig van NASA dat naar een nog levend persoon is genoemd. Parker was bij de lancering te gast. Hij voorspelde in 1958 als eerste het bestaan van zonnewind.
Na afloop van de missie zal de brandstof van de Parker Solar Probe opraken. Hierdoor raakt de Probe onbestuurbaar en wordt het hitteschild niet meer naar de Zon gericht. Gevolg daarvan is dat alles zal smelten en verbranden op het hitteschild na. Dat zal nog lange tijd om de Zon blijven cirkelen.
De Parker Solar Probe werd per toeval op een zondag naar de Zon gelanceerd.
Met een eerste passage van Venus 52 dagen na de lancering heeft de Parker Solar Probe de kortste interplanetaire vlucht tot nog toe gemaakt.