Sonde solaire Parker

Sonde solaire Parker
	; Emblème de la mission
Identifiant NSSDC	2018-065A
Objectif de mission	Explorer le soleil
opérateur	Nasa
Fabricant	APL
Lanceur	Delta IV Lourd
construction
Masse au décollage	685 kilogrammes
	Instruments
	SWEAP, WISPR, CHAMPS, IS☀IS-EPI, HeliOSSP
Déroulement de la mission
Date de début	12 août 2018, 07:31 UTC
rampe de lancement	Cap Canaveral , LC-37B
Date de fin	2025 (prévu)

Lire un fichier multimédia

Enregistrements vidéo des tests sur la Parker Solar Probe et animation de la mission.

L'échantillon solaire Parker (anciennement Solar Probe Plus ) est un vaisseau spatial de la NASA pour explorer le soleil , et en particulier sa couche la plus externe de l'atmosphère, la couronne . Le vaisseau spatial lancé le 12 août 2018 ; il devrait atteindre son point le plus proche du soleil ( périhélie ) pour la première fois le 24 décembre 2024 . La sonde a été nommée d'après l' astrophysicien américain Eugene N. Parker , du terme (« vent solaire », vent solaire ) inventé.

Objectifs de la mission

La sonde est censée explorer la couronne :

Le flux d'énergie qui chauffe la couronne à plusieurs millions de degrés Celsius et accélère le vent solaire
La structure du plasma et du champ magnétique au point d'origine du vent solaire
Le mécanisme qui accélère et transporte les particules de haute énergie

La couronne extérieure est évaluée statistiquement pour clarifier les questions. Les résultats devraient fournir un modèle explicatif. À cette fin, Parker Solar Probe devrait approcher la surface du soleil à moins de 8,5 rayons solaires (environ 5,9 millions de km, soit 4 % du rayon de l'orbite terrestre ).

préhistoire

Conception de sonde solaire Parker

Tests d' éclairage chez Astrotech Corporation

Test thermique de cellules solaires au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland

L'idée d'une sonde spatiale conçue pour étudier le soleil de très près a été évoquée pour la première fois en octobre 1958 dans une étude de la National Academy of Sciences des États-Unis . Étant donné que les températures élevées à une telle proximité du soleil n'étaient pas gérables à l'époque, seules des études ont été réalisées sur des décennies. Les premières missions ont eu lieu dans les années 1970 avec les sondes Helios 1 et 2 , qui étaient un projet commun entre le Centre aérospatial allemand et la NASA.

Position des instruments sur la sonde

Concept original de Solar Probe

Selon la planification initiale de la mission, Parker Solar Probe devait être lancé à partir d'un Atlas V 551 avec un étage de lancement Star-48 supplémentaire vers Jupiter et dévié par celui-ci dans une orbite solaire polaire hautement elliptique inclinée à 90 ° par rapport à l' écliptique au moyen d'une oscillation par manœuvre dont périhélie devrait être seulement trois rayons solaires au- dessus de la surface du soleil. Afin de résister à la chaleur extrême dans trois rayons solaires au-dessus de la surface du soleil, une protection solaire conique a été fournie, qui a été montrée brillant de la chaleur dans certaines études de conception. Le corps réel de la sonde aurait été à l'ombre de cette protection solaire de 2,7 m de large, et seules les pointes des antennes plasma auraient dépassé son cône d'ombre. Étant donné que les cellules solaires ne peuvent pas être utilisées lors du survol de Jupiter et en raison des températures élevées à proximité extrême du soleil , Solar Probe devrait obtenir l'énergie électrique nécessaire à partir de trois générateurs thermoélectriques radioactifs multimissions (MMRTG, voir batterie radionucléide ), qui devraient être installé directement au- dessous du soleil bouclier de protection . Au cours de la mission d'environ neuf ans, la sonde solaire devrait passer deux fois le périhélie de quatre rayons solaires au-dessus du centre du Soleil à une vitesse de 308 km/s et survoler le soleil venant du sud. La masse de départ de la Solar Probe doit être d'environ 856 kg. Cependant, à cause des MMRTG, le concept s'est avéré trop coûteux pour la NASA.

Modification de conception

Vue d'artiste de la sonde solaire Parker s'approchant du soleil. Vous pouvez voir le bouclier thermique, les excellentes antennes et les ailes des cellules solaires partiellement dépliées.

La NASA a commandé une deuxième étude pour une sonde sans RTG au Laboratoire de physique appliquée (APL) de l'Université Johns Hopkins (JHU), qui préparait déjà la sonde solaire d' origine . En 2009, le JHU-APL a publié une conception considérablement modifiée de la sonde solaire Parker avec un écran de protection solaire hexagonal aux coins arrondis qui est plus large des deux côtés auxquels les ailes de la cellule solaire sont attachées que de l'autre. La masse au lancement de la sonde est de 685 kg. Structurellement, la sonde est constituée d'un prisme à six faces dont une extrémité (plus large) porte le bouclier de protection thermique. Tous les systèmes à l'exception de quelques antennes sont montés derrière ce blindage ou peuvent être repliés derrière celui-ci. L'ensemble de la sonde atteint une hauteur de 3 m, avec un plus grand diamètre de 2,3 m et un plus petit diamètre de 1 m sur l'adaptateur au support.

Pare-soleil

L'approche en spirale du Soleil et la courte orbite finale permettront à Parker Solar Probe de s'approcher du Soleil 24 fois, au lieu de seulement deux fois comme prévu pour la Solar Probe d'origine . En raison de la plus grande distance minimale du soleil par rapport à la sonde solaire , le rayonnement thermique n'est que d'un seizième de la valeur qui aurait été atteinte avec la sonde solaire . Cela signifie qu'un pare-soleil en forme de plaque d'un diamètre de 2,7 m et d'une épaisseur de 17 cm est suffisant pour le Parker Solar Probe , la face tournée vers le soleil doit résister à environ 1430 °C. Le bouclier de protection thermique doit supporter un flux de chaleur de près de 1 MW/m², le rayonnement solaire est environ 650 fois plus intense qu'à distance de la terre.

source de courant

Les palettes des cellules solaires ne sont plus qu'une seule pièce et les ailes des cellules solaires secondaires ont disparu. Vos cellules solaires sont maintenant apparemment au bout des ailes de cellules solaires pliables sur une surface étroite et inclinée qui, après avoir replié la plupart des deux ailes de cellules solaires à l'ombre du pare-soleil, pointent vers le soleil. Les cellules solaires peuvent générer 388 W de puissance électrique.

Le corps de la sonde est toujours à l'ombre du pare-soleil. Parker Solar Probe dispose de deux systèmes de cellules solaires différents pour l' alimentation électrique . Les cellules solaires primaires sont situées sur deux ailes de cellules solaires en deux parties situées sur des côtés opposés, qui pivotent vers l'arrière jusqu'à 75 ° à l'approche du soleil afin de maintenir leur température en dessous de 180 ° C. Si la distance au soleil tombe en dessous de 0,25 UA , ils peuvent se rétracter complètement, comme au départ. Ensuite, les deux surfaces secondaires des cellules solaires à haute température, qui regardent derrière la protection solaire sur les côtés opposés, prennent en charge l'alimentation électrique. Ils sont refroidis par liquide par l'arrière et aspirés à mesure qu'ils approchent du soleil.

la communication

Les données sont transmises dans le K _un groupe de 34 puissance d'émission W et une antenne parabolique de 0,6 m de diamètre à l'extrémité d'un mât pliant. Si la distance du soleil tombe en dessous de 0,59 UA, l'antenne est repliée dans l'ombre du pare-soleil. Par conséquent, tous les résultats de mesure des survols du soleil à proximité doivent être enregistrés à bord avant que l'antenne puisse être à nouveau étendue afin de les transmettre à la terre. En outre, Parker a encore des échantillons solaires en bande X -Rundstrahlantennen pour transmettre la télémétrie et la réception de signaux de contrôle, qui restent constamment dans l'ombre du pare-soleil.

Instruments

Parker Solar Probe propose essentiellement quatre instruments :

FIELDS mesure les champs et les ondes électriques et magnétiques ainsi que la densité du plasma et des électrons. Le scientifique principal est Stuart Bale de l' Université de Californie à Berkeley .
IS☉IS (Integrated Science Investigation of the Sun) observe des électrons, des protons et des ions de haute énergie dans la gamme de plusieurs 10 keV à 100 MeV, qui doivent être utilisés pour la corrélation avec les mesures du vent solaire et les structures de la couronne. Le scientifique principal est David McComas, de l'Université de Princeton . La notation IS☉IS contient le symbole du soleil.
WISPR (Wide-Field Imager for Solar PRobe) est un système de télescope permettant d'observer la couronne et l'héliosphère interne. Il est censé détecter les chocs, vagues et autres structures du vent solaire et les rendre visibles. Le scientifique principal est Russell Howard, Naval Research Laboratory .
SWEAP (Solar Wind Electrons Alphas and Protons Investigation) est un trio de compteurs de particules permettant de déterminer la vitesse, la densité/débit et la température des électrons, des protons et des noyaux d'hélium, les particules les plus courantes dans l'héliosphère. Le scientifique principal est Justin Kasper, de l' Université du Michigan / Smithsonian Astrophysical Observatory .

Une autre tâche de recherche est : Heliospheric Origins with Solar Probe Plus (HeliOSPP). Le scientifique principal est Marco Velli (Université de Californie, Los Angeles).

Construction et essais

L'orbite de la sonde solaire Parker

Les instruments de la sonde ont été livrés en 2017 et l'ensemble de la sonde a été soumis à des tests intensifs à l'été 2017. A l'automne 2017, la sonde a été livrée au Goddard Space Flight Center . Après d'autres tests, elle a été transportée par avion vers le site de lancement en Floride le 2 avril 2018.

commencer

Le lancement de la sonde spatiale à Cap Canaveral était initialement prévu pour le 11 août 2018, mais a dû être reporté d'un jour en raison de problèmes techniques (pression d'hélium). La fenêtre de départ était ouverte du 12 au 23 août 2018. Le lancement a finalement eu lieu le 12 août 2018 à 07h31 UTC (3h31 EDT heure locale) avec un Delta IV Heavy et une charge utile au décollage de 685 kg. Le parcours menait initialement à Vénus, et après un total de sept passages sur Vénus , elle devrait atteindre son point le plus proche du soleil pour la première fois le 24 décembre 2024.

cours

Le premier survol de Vénus a eu lieu le 3 octobre 2018. Trois mois après son décollage, elle a atteint le premier périhélie à une distance de 35 rayons solaires du centre du soleil. La communication avec la sonde n'est pas possible pendant le périhélie, les données recueillies pendant ce temps ne peuvent être renvoyées qu'à une plus grande distance du soleil. Avec d'autres manœuvres de swing-by sur Vénus, Parker Solar Probe transfère davantage d'énergie orbitale à Vénus, ce qui signifie que le périhélie est toujours plus proche de la surface du soleil. Après le septième passage, Parker Solar Probe s'approche de la surface du soleil jusqu'à 8,5 rayons solaires (environ 5,9 millions de km) au périhélie. La vitesse héliocentrique de la sonde atteint alors 200 km/s. Cette orbite finale a un aphélie de 0,73 UA avec une inclinaison de 3,4° par rapport à l'écliptique et une période orbitale de 88 jours. La durée de la mission est fixée à 24 orbites autour du soleil et jusqu'en 2025, soit environ sept années terrestres.

3 octobre 2018, 08:44 UTC : Premier survol de Vénus, déjà au premier croisement de l'orbite de Vénus, qui est la planète la plus proche de la Terre. Ce faisant, la sonde a été freinée et est ainsi arrivée sur une orbite excentrique plus proche du soleil.

Novembre 2018 : Premier périhélie (point le plus proche du Soleil) après avoir terminé la première demi-ellipse à 35,7 rayons solaires R _S à une distance d'environ 0,16 UA. Ici, en raison de l'attraction du soleil, la sonde a atteint la vitesse orbitale la plus élevée de sa première orbite.

1er septembre 2019 vers 05h50 UTC : Troisième périhélie à peu près à la même distance que le premier.

Selon les graphiques de l'orbite du JHU-APL, le grand diamètre de l'ellipse de l'orbite a encore initialement environ 85 % de la même dimension que l'orbite presque circulaire de Vénus. Selon la troisième loi de Kepler , la sonde a un temps orbital plus court que Vénus, mais aussi une vitesse moyenne plus faible.

Au cours de six autres survols de Vénus, l'ellipse de l'orbite de la sonde va devenir plus petite (jusqu'à environ 50 % du diamètre de l'orbite de Vénus) et plus excentrique. L'Aphel s'est engagé de l'extérieur dans la région de la toile de Vénus, Périhel à encore plus près du soleil et atteint un premier minimum à 8,86 R _S.

Sur les trois dernières orbites avec un temps orbital de 88 jours, la sonde solaire devrait s'approcher du soleil à moins de 9 R _S , ce qui correspond à 6,16 millions de kilomètres et environ un septième de la distance minimale du précédent détenteur du record Helios. La vitesse actuelle devrait alors être d'environ 690 000 km/h ou 190 km/s au point le plus proche du soleil (périhélie).

Voir également

Solar Orbiter , la sonde solaire de l'ESA , lancée le 10 février 2020

liens web

Commons : Parker Solar Probe - collection d'images, de vidéos et de fichiers audio

Échantillon solaire Parker pendant JHU-APL (Anglais)
Solar Probe: An Engineering Study, 12 novembre 2002 ( Memento du 27 mai 2010 dans Internet Archive ) (Anglais; PDF; 6,02 Mo)
Solar Probe + Mission Engineering Study Report, 10 mars 2008 ( Memento du 27 mai 2010 dans Internet Archive ) (Anglais; PDF; 40,4 Mo)
Edward D. Flinn : Probing the Sun, Aerospace America, août 2008 (anglais ; PDF ; 899 ko)
Page spatiale de Gunter : Solar Probe Plus (anglais)
Solar Probe : rapport de l'équipe de définition scientifique et technologique (PDF; 9,51 Mo)
Solar Probe + Plus : rapport de l'équipe de définition scientifique et technologique (PDF; 9,67 Mo)
Dossier : Vol au soleil

gonfler

↑ ^a^{b La} NASA envoie une sonde spatiale vers le soleil , Frankfurter Allgemeine Zeitung , 12 août 2018.
^ Rob Garner : La sonde solaire Parker signale un bon état après une approche solaire rapprochée. 7 novembre 2018, consulté le 24 septembre 2019 .
↑ ^a^b chronologie. JHU/APL, consulté le 19 décembre 2019 .
↑ Jan Mahn: NASA renomme première mission solaire. Dans : heise en ligne. Heise Zeitschriften Verlag, 1er juin 2017, consulté le 9 août 2018 .
↑ NASA (éd.) : Parker Solar Probe ; Une mission pour toucher le soleil . ( jhuapl.edu [PDF]).
↑ Dave McComas : Rapport d'état de la sonde solaire. (PDF; 1,5 Mo) (N'est plus disponible en ligne.) 2 mars 2004, anciennement dans l' original ; consulté le 1er février 2010 (anglais). ( La page n'est plus disponible , recherchez dans les archives Web ) Info : Le lien a été automatiquement marqué comme défectueux. Veuillez vérifier le lien conformément aux instructions , puis supprimer cet avis.@1@ 2
^ Historique des missions. (N'est plus disponible en ligne.) JHU / APL, anciennement dans l' original ; consulté le 1er février 2010 (anglais). ( La page n'est plus disponible , recherchez dans les archives Web )@1@ 2
↑ Images de la sonde solaire: Rapport de la définition des sciences et de la technologie équipe. JHU / APL, septembre 2005, consulté le 1er février 2010 (anglais).
^ Historique des missions. (N'est plus disponible en ligne.) JHU / APL, anciennement dans l' original ; consulté le 1er février 2010 (anglais). ( La page n'est plus disponible , recherchez dans les archives Web ) Info : Le lien a été automatiquement marqué comme défectueux. Veuillez vérifier le lien conformément aux instructions , puis supprimer cet avis.@1@ 2
↑ Aperçu de la mission. (N'est plus disponible en ligne.) JHU / APL, anciennement dans l' original ; consulté le 1er février 2010 (en anglais) : "protégé par un bouclier thermique en composite de carbone qui doit résister jusqu'à 2 600 degrés Fahrenheit"
↑ Création. (N'est plus disponible en ligne.) JHU / APL, anciennement dans l' original ; consulté le 1er février 2010 (anglais). ( La page n'est plus disponible , recherchez dans les archives Web ) Info : Le lien a été automatiquement marqué comme défectueux. Veuillez vérifier le lien conformément aux instructions , puis supprimer cet avis.@1@ 2
↑ animation. (N'est plus disponible en ligne.) JHU / APL, anciennement dans l' original ; consulté le 1er février 2010 (anglais). ( La page n'est plus disponible , recherchez dans les archives Web ) Info : Le lien a été automatiquement marqué comme défectueux. Veuillez vérifier le lien conformément aux instructions , puis supprimer cet avis.@1@ 2
^ NASA : La mission de la NASA pour toucher le soleil arrive dans le Sunshine State. 6 avril 2018, consulté le 9 mai 2018 .
↑ Départ de la première sonde vers l'atmosphère solaire reporté . Rhein-Neckar-Zeitung , 11 août 2018.
↑ JHUAPL : Sonde solaire Parker : La mission. Consulté le 12 août 2018 .
↑ Stephen Clark : Delta 4-Heavy sélectionné pour le lancement de la sonde solaire , consulté le 3 mai 2015 (en anglais).
↑ Aperçu de la mission. (N'est plus disponible en ligne.) JHU / APL, anciennement dans l' original ; consulté le 1er février 2010 (en anglais) : "À l'approche la plus proche, Solar Probe passerait devant le Soleil à 125 miles par seconde"
↑ Parker Solar Probe achève la troisième approche rapprochée du Soleil. NASA, 3 septembre 2019, consulté le 5 septembre 2019 .

[start-1] {b La} NASA envoie une sonde spatiale vers le soleil , Frankfurter Allgemeine Zeitung , 12 août 2018.

[2] Rob Garner : La sonde solaire Parker signale un bon état après une approche solaire rapprochée. 7 novembre 2018, consulté le 24 septembre 2019 .

[:0-3] chronologie. JHU/APL, consulté le 19 décembre 2019 .

[4] Jan Mahn: NASA renomme première mission solaire. Dans : heise en ligne. Heise Zeitschriften Verlag, 1er juin 2017, consulté le 9 août 2018 .

[5] NASA (éd.) : Parker Solar Probe ; Une mission pour toucher le soleil . ( jhuapl.edu [PDF]).

[6] Dave McComas : Rapport d'état de la sonde solaire. (PDF; 1,5 Mo) (N'est plus disponible en ligne.) 2 mars 2004, anciennement dans l' original ; consulté le 1er février 2010 (anglais). ( La page n'est plus disponible , recherchez dans les archives Web ) Info : Le lien a été automatiquement marqué comme défectueux. Veuillez vérifier le lien conformément aux instructions , puis supprimer cet avis.@1@ 2

[7] Historique des missions. (N'est plus disponible en ligne.) JHU / APL, anciennement dans l' original ; consulté le 1er février 2010 (anglais). ( La page n'est plus disponible , recherchez dans les archives Web )@1@ 2

[8] Images de la sonde solaire: Rapport de la définition des sciences et de la technologie équipe. JHU / APL, septembre 2005, consulté le 1er février 2010 (anglais).

[9] Historique des missions. (N'est plus disponible en ligne.) JHU / APL, anciennement dans l' original ; consulté le 1er février 2010 (anglais). ( La page n'est plus disponible , recherchez dans les archives Web ) Info : Le lien a été automatiquement marqué comme défectueux. Veuillez vérifier le lien conformément aux instructions , puis supprimer cet avis.@1@ 2

[10] Aperçu de la mission. (N'est plus disponible en ligne.) JHU / APL, anciennement dans l' original ; consulté le 1er février 2010 (en anglais) : "protégé par un bouclier thermique en composite de carbone qui doit résister jusqu'à 2 600 degrés Fahrenheit"

[11] Création. (N'est plus disponible en ligne.) JHU / APL, anciennement dans l' original ; consulté le 1er février 2010 (anglais). ( La page n'est plus disponible , recherchez dans les archives Web ) Info : Le lien a été automatiquement marqué comme défectueux. Veuillez vérifier le lien conformément aux instructions , puis supprimer cet avis.@1@ 2

[12] animation. (N'est plus disponible en ligne.) JHU / APL, anciennement dans l' original ; consulté le 1er février 2010 (anglais). ( La page n'est plus disponible , recherchez dans les archives Web ) Info : Le lien a été automatiquement marqué comme défectueux. Veuillez vérifier le lien conformément aux instructions , puis supprimer cet avis.@1@ 2

[13] NASA : La mission de la NASA pour toucher le soleil arrive dans le Sunshine State. 6 avril 2018, consulté le 9 mai 2018 .

[RNZ-14] Départ de la première sonde vers l'atmosphère solaire reporté . Rhein-Neckar-Zeitung , 11 août 2018.

[15] JHUAPL : Sonde solaire Parker : La mission. Consulté le 12 août 2018 .

[16] Stephen Clark : Delta 4-Heavy sélectionné pour le lancement de la sonde solaire , consulté le 3 mai 2015 (en anglais).

[17] Aperçu de la mission. (N'est plus disponible en ligne.) JHU / APL, anciennement dans l' original ; consulté le 1er février 2010 (en anglais) : "À l'approche la plus proche, Solar Probe passerait devant le Soleil à 125 miles par seconde"

[18] Parker Solar Probe achève la troisième approche rapprochée du Soleil. NASA, 3 septembre 2019, consulté le 5 septembre 2019 .

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