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La Nasa questa estate, lancerà la sonda Parker Solar, un veicolo spaziale straordinariamente resistente al calore per volare il più vicino possibile alla superficie del Sole rispetto a qualsiasi veicolo spaziale che l’ha preceduto. Volerà entro i 6 milioni di chilometri dalla rovente superficie, più di sette volte più vicina delle precedenti sonde: se tutto andrà secondo il programma della missione, sfreccerà a 724.205 km / h con uno scudo termico unico nel suo genere rivolto verso la superficie solare in modo da avvicinarsi il più possibile al Sole. In circa sette anni, completerà 24 orbite attorno al Sole, passerà sette volte per Venere.

La sonda Parker Solar per tutto il tempo raccoglierà una miriade di dati per aiutare a rispondere alle scottanti domande degli scienziati e risolvere alcuni misteri sulla sfera del caldo plasma che illumina il nostro Sistema Solare. Vale a dire, cercherà di aiutarci a capire finalmente perché l’atmosfera del Sole è 300 volte più calda della sua superficie, che a sua volta è 5777 K (gradi Kelvin). Il fatto sfida la fisica di base, fino ad oggi è inspiegabile. Una delle principali ipotesi per spiegare la variazione di calore viene dal famoso fisico Eugene Parker, da cui la sonda prende il nome. Parker a metà degli anni ’50 teorizzò che la corona surriscaldata del Sole poteva essere spiegata da un complesso sistema di plasma, campi magnetici e particelle energetiche, innescano esplosioni solari chiamate “nanobrillamenti“.

Gli scienziati hanno sete di dati ravvicinati su quelle potenziali esplosioni e sulla produzione di energia chiamata vento solare, possono con questi dati mettere alla prova le loro ipotesi. I dati su questi fenomeni solari oltre a far comprendere il riscaldamento coronale, potrebbero aiutare a chiarire il meteo spaziale poco compreso, può devastare i satelliti e le linee elettriche qui sulla Terra.

Nicky Fox scienziato del progetto della sonda Parker Solar con l’Applied Physics Lab della Johns Hopkins University, durante un incontro con i giornalisti per presentare il veicolo spaziale presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland, ha detto:

«E’ la missione più fantastica e più calda sotto il Sole. La missione è il primo incontro dell’umanità con una stella, un evento storico. L’idea iniziale di raggiungere il Sole con una navicella spaziale è nata nel 1958, prima delle attività della NASA. Ci sono voluti sei decenni perché la tecnologia raggiungesse i sogni degli scienziati. La Sonda Parker Solar è la realizzazione di quelle visioni, protetta dalla madre di tutti gli scudi termici».

Prendere caldo

Betsy Congdon ingegnere aerospaziale ha detto:

«La superficie della navicella spaziale sopravvivrà alle temperature estreme con uno scudo in carbonio composito spesso 11,43 cm, rivestito da uno strato di ceramica bianca. Lo strato bianco esterno consente alla sonda di riflettere la massima radiazione possibile. Negli avvicinamenti estremi, lo strato esterno dovrà resistere a temperature di 1.400 °C. Il lato inferiore manterrà una temperatura più fresca intorno a 315-371 °C».

Lo scudo termico si trova sulla parte superiore del grande radiatore costruito con un telaio in titanio. La struttura mantiene il carico utile della navicella spaziale in un’ombra fresca e scura mentre si avvicina al Sole. In realtà, gli scienziati e gli ingegneri che progettarono il velivolo spaziale erano più preoccupati che i suoi strumenti e le sue attrezzature scientifiche si congelassero piuttosto che fondersi durante la missione: per evitare ciò, gli strumenti, che si trovano all’esterno del retro della sonda Parker Solar, sono avvolti in coperte termiche e abbinati a riscaldatori individuali a energia solare, questi mantengono gli strumenti a una temperatura confortevole di circa 28° C.

Potere stellare

I pannelli solari che alimentano questi strumenti – così come altri dispositivi elettronici presenti a bordo – sono collocati su alette che si estendono da sotto il radiatore. Esposti all’intensa radiazione, questi dispositivi sono appositamente progettati per gestire il calore, sono dotati di un proprio sistema di raffreddamento. Tale sistema prevede un serbatoio di circa 4 litri d’acqua e una pompa all’interno della sonda spaziale, convoglia l’acqua fredda attraverso le griglie per mantenerle a temperatura di esercizio.

L’interno della sonda Parker Solar oltre a dispositivi per la comunicazione contiene un piccolo serbatoio di carburante che alimenta i propulsori del velivolo spaziale, questi si accendono autonomamente quando la sonda si deve allineare in modo che lo scudo termico, in ogni momento, sia perfettamente rivolto verso la superficie del Sole: se la sonda spaziale s’inclina più di un grado fuori rotta, parte del carico utile sensibile al calore potrebbe essere esposta alle radiazioni solari, causando il deterioramento e la fusione della sonda Parker Solar. La navicella spaziale ha molte risorse tecnologiche per impedire che ciò accada.

Dati stellari

La sonda Parker Solar mentre è impegnata a cercare di non sciogliersi o congelarsi, raccoglierà gli agognati dati solari con una serie di strumenti scientifici. Adam Szabo, capo del laboratorio di fisica eliosferica della NASA, ha detto:

«Fondamentalmente ci sono quattro tipi di dati che gli strumenti ricercano. Il primo è la misurazione locale dei venti solari con una serie di strumenti che misurano particelle, inclusi protoni, elettroni, una piccola quantità di elio ionizzato e tracce di elementi più pesanti.

La seconda serie di strumenti misura i campi magnetici ed elettrici, possono radicalmente complicare il comportamento degli ioni che galleggiano.

Il terzo set cerca di catturare le particelle più alte di energia. E per ultimo, una serie di telecamere catturerà i primi piani del plasma che esce dalla corona».

Date stellari

Gli scienziati e gli ingegneri del Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland, stanno ultimando i controlli sui dispositivi all’interno della sonda spaziale, nei prossimi giorni per ulteriori test sarà inviata al Kennedy Space Center della NASA in Florida.

Nicki Viall astrofisico ha detto:

«La data di lancio al momento è fissata per il 31 luglio 2018, su quella linea temporale, la sonda volerà da Venere a fine settembre, raggiungerà la corona solare all’inizio di novembre. Gli scienziati si aspettano di iniziare a scaricare i dati nel marzo del 2019. Pensiamo con questi dati di rispondere a molte domande, avremo molte nuove domande cui non abbiamo nemmeno pensato».

Nicky Fox al termine dell’incontro con i giornalisti ha detto:

“La sonda Parker Solar in circa sei anni e undici mesi orbiterà 24 volte attorno al Sole, prevediamo che la missione potrà essere estesa di uno o due anni. La sonda Parker Solar alla fine quando esaurirà il carburante, sarà in un’orbita stabile, ma inizierà a inclinarsi, esponendo il suo lato sensibile al calore rovente. Si disintegrerà in piccoli frammenti, polverizzandosi».