NASA lanceert Parker Solar Probe op weg naar de zon

NASA is er zondagochtend in geslaagd om de Parker Solar Probe te lanceren. Nadat de lancering op zaterdag moest worden afgeblazen, ging het op zondag volgens plan. Op moment van schrijven zet het ruimtevaartuig koers naar de zon.

De lancering vond om 9:31 Nederlandse tijd plaats op Cape Canaveral in Florida, met een Delta IV-raket van United Launch Alliance. Waar de lancering zaterdagochtend nog moest worden stopgezet door problemen met de raket, werden er zondag geen problemen gedetecteerd.

Op moment van schrijven is de raket al ver boven de aarde en zien alle systemen er goed uit en zijn de eerste, tweede en derde trap al van de raket losgekoppeld, waardoor nu alleen nog de Parker Solar Probe onderweg is naar de zon. NASA gaat proberen de zonnepanelen te ontvouwen waardoor het ruimtevaartuig zelfstandig energie kan opwekken tijdens zijn missie.

De Parker Solar Probe gaat onderzoek doen naar de zon, onder meer naar de zonnewind en andere effecten van 'ruimteweer'. Meer kennis hierover moet er onder andere voor zorgen dat er betere manieren worden bedacht om astronauten te beschermen tegen deze effecten. Een van de vragen die NASA zich stelt, is waar de zonnewind vandaan komt, en hoe deze snelheden bereikt van bijna 3 miljoen kilometer per uur.

NASA heeft het ruimtevaartuig vernoemd naar Eugene Parker, de Amerikaanse wetenschapper die in 1958 het bestaan van de zonnewind voorspelde. Pas later werd door observaties van deeltjes afkomstig van de zon, bevestigd dat het fenomeen zonnewind daadwerkelijk bestaat.

Reacties (59)

[wildhagen]

Interessant is sowieso de gebruikte techniek. Er zit een ruim 11 centimeter dikke plaat van Reinforced Carbon-Carbon aan de zonzijde, ivm de enorme hitte. Aan de voorzijde van de probe kan het zo'n 1375 graden worden, aan de achterzijde (waar de instrumenten zitten) zo'n 30 graden.

Hij zal tot op zo'n 6.2 miljoen km van de zon gaan komen uiteindelijk, veel dichterbij dan de tot nu toe dichtsbijzijnde missie. Hiervoor gebruikt hij wel 7 fly-bys van Venus, bij wijze van gravity-assist.

Ter vergelijk: vóór Parker was de dichtsbijzijnde missie bij de zon de West-Duits - Amerikaanse Helios-2 uit 1976. Deze heeft de zon benaderd tot op een afstand van ongeveer 43.5 miljoen kilometer. Dat is dus ruim 7x zover weg als Parker uiteindelijk zou moeten bereiken.

De hoogste snelheid die hij uiteindelijk bereikt zal zo'n 200 km/seconde zijn. Hiermee zal hij het snelst bewegende man-made object in de ruimte zijn, veel sneller dan de huidige record-houder, Helios-B, die op 70 km/seconde voortbewoog.

[Reactie gewijzigd door wildhagen op 24 juli 2024 23:13]

[JackBol]

Hiervoor gebruikt hij wel 7 fly-bys van Venus, bij wijze van gravity-assist.

Deze gravity-assists zijn super interessant, want ze worden gebruikt voor deceleratie, ipv. acceleratie.
Elke flyby snoept ongeveer 10% van de snelheid af, terwijl de probe op dat moment ongeveer op z'n aphelion zit.

Daarnaast weegt de probe minder dan 700kg, maar moet toch gelanceerd worden op een Delta Heavy voor de benodigde deltaV om voldoende "af te remmen" om in een kleinere orbit om de zon te komen.

[wildhagen]

Klopt idd. Meestal wordt een gravity assist juist gebruikt voor versnellen van de missie, maar hier idd voor het vertragen ervan.

Het is overigens niet helemaal uniek, want een gravity-assist is al eens eerder gebruikt voor het terugbrengen van de snelheid: MESSENGER, de missie naar Mercurius van een aantal jaren geleden (lancering in 2004) gebruikte flybys van de aarde (1x), Venus (2x) en Mercurius (3x) om zijn snelheid eruit te halen

[JackBol]

Het wordt heel logisch wanneer je je realiseert dat alle materie op Aarde de eerste 30km/s velocity gratis mee krijgt. Wil je het zonnestelsel uit (i.e. grotere heliocentrische orbit) dan moet er energie bij. Wil je dichter bij de zon komen (i.e. kleinere heliocentrische orbit) dan moet er energie vanaf.

[robvanwijk]

Elke flyby snoept ongeveer 10% van de snelheid af, terwijl de probe op dat moment ongeveer op z'n aphelion zit.

Maar daarbij gaat (uiteraard) geen energie verloren; alle energie die de sonde kwijtraakt wordt gedoneerd aan Venus. Met andere woorden, na elke fly-by wordt de lengte van een Venus-jaar net ietsje korter. (Niet dat het verschil meetbaar is natuurlijk, maar toch een grappig idee. )

[Rexus]

Niet bedoelt om te nitpicken; maar elke flyby transfeert energie naar Venus, zou deze dan niet moeten versnellen in z'n baan en een jaar op Venus marginaal verlengen?

Of heb ik iets gemist tijdens m'n Kerbal carriere?

[Reactie gewijzigd door Rexus op 24 juli 2024 09:01]

[robvanwijk]

Hmm, ik was uitgegaan van "rondje om de Zon blijft even lang, op hogere snelheid, dus jaar wordt korter", maar je hebt een goed punt: als de snelheid verandert, dan verandert ook de baan. Ik weet (als niet-Kerbal-speler) echter niet zeker wat het effect daarvan is. Met een hogere snelheid zou de baan kleiner moeten worden (de snelheid van Venus in haar baan om de zon is hoger dan de snelheid van de Aarde in onze baan), maar als je opeens een net iets hogere snelheid krijgt, dan kan ik me niet inbeelden hoe je daardoor juist in een lagere baan zou komen. Ik vrees dat het enige antwoord dat ik met zekerheid kan geven is dat de baan van Venus een heel klein beetje verandert (en hoe precies, dat moeten mensen zelf maar uitzoeken in Kerbal ).

[robvanwijk]

vóór Parker was de dichtsbijzijnde missie bij de zon de West-Duits - Amerikaanse Helios-2 uit 1976.

Puur en alleen "West-Duits" verraadt al hoe lang geleden dat was.

Dat is dus ruim 7x zover weg als Parker uiteindelijk zou moeten bereiken.

Voor de mensen die denken dat dat weinig verschil maakt: een aantal effecten (zoals de intensiteit van straling) zwakken af met het kwadraat van de afstand. Door 7x zo ver weg te blijven kreeg Helios dus slechts 1/49e (ruwweg 2%) van de straling waaraan Parker bloot zal staan.

[Zeerob]

[...]

Puur en alleen "West-Duits" verraadt al hoe lang geleden dat was.


[...]

Voor de mensen die denken dat dat weinig verschil maakt: een aantal effecten (zoals de intensiteit van straling) zwakken af met het kwadraat van de afstand. Door 7x zo ver weg te blijven kreeg Helios dus slechts 1/49e (ruwweg 2%) van de straling waaraan Parker bloot zal staan.

Dat geldt dan wel voor de afstand tot de kern, niet tot het oppervlak. Het is duidelijk dat de straling op 10m van het oppervlak niet 1/100 is van de straling op 1m hoogte.
De straal van de zon is ongeveer 300.000 km.

[Nimja]

Afstand in relatie tot de plek waar de straling gemaakt wordt. Dus als dat aan het oppervlakte is, klopt het nog steeds.

[trogdor]

Niet helemaal, want de zon is geen puntbron. Het gas van de zon doet dubbel dienst als een soor 'diffusor', daardoor worden dergelijke uitspraken al heel snel heel ingewikkeld.

[iAR]

Het duizelt me nu al met die cijfers: bizar dat dit is en dat dit kan!
Hij blijft dus wel op afstand? Ik begreep dat hij probeert steeds dichterbij te komen. Elke keer met een flyby die dichterbij is totdat het niet meer gaat natuurlijk.

[wildhagen]

Nou ja, de vooraf geplande closest approach is circa 6.2 miljoen kilometer, op het einde van de missie.

Maar wellicht besluit men later, als alle geplande experimenten zijn voltooid, wel alsnog om te proberen dichterbij te komen tot hij het begeeft, omdat het schild het niet meer aankan. Who knows? Zoiets gebeurt wel vaker namelijk.

Met elke Venus-fly by komt hij wel weer een stukje dichterbij de zon natuurlijk. De eerse flyby zal al plaatsvinden op 28 september dit jaar, dus over 6 weekjes. De laatste fly-by (nr 7) staat vooralsnog gepland voor 2 november 2024. Op 19 december 2024 bereikt hij vervolgens zijn eerste close approach van de zon.

[ruben]

Wow, 19 december 2024, en dan lijkt die snelheid van 200km/seconde in eens dus niet meer zo snel..

[wildhagen]

Op galactische schaal is 200 km/seconde ook niet zoveel. Het is vanuit het menselijke oogpunt dat die snelheden zo indrukwekkend zijn. Als je het vergelijkt met de snelheid van het licht (zo'n 300.000 kilometer per seconde), stelt die luizige 200 km/seconde ook niet zoveel voor

Vergeet daarnaast ook niet dat de afstand tussen zon en aarde gemiddeld zo'n 150 miljoen kilometer is, die moet de probe (op 6 miljoen km na dan) wel "even" overbruggen

[trogdor]

Bijna een duizendste deel van de lichtsnelheid. Zouden er relativistische effecten meetbaar worden ?

[thoenk]

De Lorentz factor (of gamma factor) is sqrt(1/(1-V^2/c^2)). (linkje)
met v = 1/1000 c wordt gamma dus 1.0000005. De relativistische effecten zullen dus moeten worden meegenomen.
off topic: relativistische effecten krijg je al voor je kiezen in bijvoorbeeld GPS navigatie, waar de satellieten slechts met zo'n 7 km/s gaan. Gamma is hier ~30^2 kleiner, dus 0.5 ppb (0.5 delen per miljard). Licht gaat met 30cm per nanoseconde (10^-9s) door vacuüm, dus je krijg "drift" van de klok van je satelliet tov je klok op aarde, wat op termijn een grote fout geeft in je positie (of snelheid), doordat de klokken niet meer gelijk lopen. Met deze relatief (woordgrap) kleine snelheden zijn de door Einstein bedachte effecten dus al duidelijk meetbaar.
edit: Lorentzfactor met 200km/s is 1.00000022.

[Reactie gewijzigd door thoenk op 24 juli 2024 23:13]

[trogdor]

Ahja, 30cm per nanoseconde!
CodysLab had het over nano-lichtseconde in zijn filmpje 'Making an Aragoscope ', hij bedoelde de Voet

Bedankt voor de verheldering van de Lorentz factor.

[Blokker_1999]

Ik denk dat de missie vooral beperkt zal zijn door de brandstof. Als die eenmaal op is kan de probe het hitteschild niet meer op de zon gericht houden en uiteindelijk opbranden (behalve het hitte schild dat voor eeuwig in een baan om de zon zal draaien).

[Tranquility]

Kan de Parker zijn positie, en dus het schild, niet behouden d.m.v. gyroscopen? Daar is volgens mij toch geen vaste brandstof voor nodig.

[arjankoole]

Kan de Parker zijn positie, en dus het schild, niet behouden d.m.v. gyroscopen? Daar is volgens mij toch geen vaste brandstof voor nodig.

Deels, maar de zwaartekracht van de zon (die immens is) kun je niet alleen even opheffen met gryroscopen. Meestal worden die dingen dacht ik (correct me if I'm wrong folks) voor het oriënteren van de satelliet.

Daarom zie je dat verreweg de meeste zon-bestuderende voertuigen op een lagrange punt worden geparkeerd. Dan heft de pull van een ander hemellichaam (bijvoorbeeld aarde) de pull van de zon op. Logischerwijs moet de sonde dan dichterbij dat andere hemellichaam staan dan bij de zon.

Denk ook aan bijvoorbeeld ISS, die krijgt regelmatig een boost-up omdat ie langzaam hoogte verliest. Daarom verschepen ze ook geregeld brandstof naar boven. (en omdat ze wel eens wat ruimtepuin moeten ontwijken).

[Tranquility]

Ik denk dat je me verkeerd begrijpt. Ik bedoel dus niet de voortstuwing (die kan logischerwijs niet met een gyroscoop gegenereerd worden), maar puur de positie van het vaartuig, dus het om zijn as draaien e.d. om normaliter antennes en/of zonnepanelen van satellieten in de juiste positie te houden en in het geval van de Parker, het schild richting de Zon.

[arjankoole]

Ik denk dat je me verkeerd begrijpt. Ik bedoel dus niet de voortstuwing (die kan logischerwijs niet met een gyroscoop gegenereerd worden), maar puur de positie van het vaartuig, dus het om zijn as draaien e.d. om normaliter antennes en/of zonnepanelen van satellieten in de juiste positie te houden en in het geval van de Parker, het schild richting de Zon.

Ah zo, vermoedelijk gebeurt dat wel met gyroscopen. Dat is vrij standaard dacht ik.

[maqish]

gevoelsmatig zou je met een aantal zonnepanelen (ik weet dat kan niet die fikken direct weg) toch wel een aardig rendment moeten kunnen halen zo dicht bij de zon

Zal het schild op een gegeven moment ook niet naar de zon getrokken worden?

[thoenk]

Ja, het is jammer dat je het daar zo heet wordt. de intensiteit is pakweg (140M/7M)^2, zeg 400x groter dan hier op aarde. Dus in plaats van 1000W/m2 krijg je 400kW/m2 aan zonlicht. (ja, ik weet dat de intensiteit op de evenaar ~40% meer is dan in Pays-Bas ). De vraag is hoe je al deze geabsorbeerde energie weer kwijt raakt, zonder de satelliet te laten koken.

Ja, het schild wordt door de zon aangetrokken, net als de rest van de satelliet. Sterker nog, zelfs de zon wordt (net zo hard welliswaar) aangetrokken door de satelliet. Orbiting om een hemellichaam is een tango van snelheden: te snel: doeidoei! te langzaam: zweetvoeten. Mettertijd zal (door botsingen met microatmosfeer/corona) elk hemellichaam dat oorspronkelijk voldoende snelheid heeft voor een orbit, terugvallen naar het zwaardere element. Voor satellieten wordt dit tijdstip uitgesteld door de baan te verhogen (ff motor aanzetten).

[Blokker_1999]

Dat dit kan valt nog te bezien natuurlijk. De wetenschap heeft zijn beste theorieën bovengehaald en de meest recente kennis gebruikt om alles te bouwen. Maar er kan nog zoveel misgaan waar men geen rekening mee heeft gehouden.

[KidPaddle]

Een van de vragen die NASA zich stelt is waar de zonnewind vandaan komt, en hoe deze snelheden bereikt van bijna 3 miljoen kilometer per uur.

Wat NASA wil onderzoeken is o.a. waarom de Corona zo heet is - 3 miljoen Kelvin (tot in extreme gevallen 10 miljoen) t.o.v. het oppervlak van de zon die ongeveer 6000K is.

De snelheid van de Corona deeltjes zelf varieert sterk - ook iets waar ze onderzoek naar willen doen. De "gewone" langzame zonnewind en de supersnelle zonnewind, die inderdaad bijna 3 miljoen/km per uur haalt. (eerder 2.5M, maar goed). Blijkbaar zijn die snelle deeltjes dan weer vooral waar de Corona "gaten" heeft.

Dit gaat wel weer mooi materiaal opleveren voor de liefhebbers. :-)

[Bongoarnhem]

Ik heb gelezen dat deze sateliet bestand is tegen hoge temperaturen. Maar hoe zit dat met die panelen en opgewekte energie als deze in de buurt van de zon komt? Klappen deze weer in? Of wordt er gigantisch veel opgewekt in de buurt van de zon? Ik heb nog geen achtergrond artikel hierover kunnen vinden, dus als iemand mij hier op kan wijzen graag.

[wildhagen]

De primaire zonnepanelen worden ingetrokken bij de dichtsbijzijnde naderingen, een veel kleinere secundaire array zal dan die taak overnemen, deze array is vloeistofgekoeld.

Zie de wik-pagina: https://en.wikipedia.org/wiki/Parker_Solar_Probe

The primary power for the mission is a dual system of solar panels (photovoltaic array). A primary photovoltaic array, used for the portion of the mission outside 0.25 AU, is retracted behind the shadow shield during the close approach to the Sun, and a much smaller secondary array powers the spacecraft through closest approach. This secondary array uses pumped-fluid cooling to maintain operating temperature.

[Tranquility]

Het lijkt mij dat er best wel energie uit het hitteschild gehaald kan worden, dus warmte omzetten in elektriciteit, als de probe echt dichtbij komt.

[Bongoarnhem]

Dank!

[Verwijderd]

heeft 2 verschillende systemen, 1 voor verder weg van de zon die weg klapt naar achter als hij te dicht bij de zon komt die dan word vervangen door een vloeistof gekoelde.

[Bongoarnhem]

Dank je!

[ErikRo]

Ik mis eigenlijk in elk artikel vandaag hierover wanneer hij nou aankomt en onderweg is

[wildhagen]

Hij zal op 2 november 2024 zijn laatste flyby van Venus uitvoeren, om dichter bij de zon te komen.

Op 19 december 2024 zal hij volgens planning zijn eerste close-approach van de zon maken. De laatste close approach staat vooralsnog gepland voor 7 december 2025.

[ErikRo]

Oh nog even wachten dus jammer was wel benieuwd.
Hopelijk gaat alles goed de komende vijf jaar zou zonde zijn als men een foutje ontdekt na vijf jaar en alles opnieuw moet.

Ook bizar dat men zich tegen de hitte van zon kan beschermen dit werd toch lang onmogelijk geacht.

[Jorgen]

Hij is bestand tegen de hitte op die afstand. Dichterbij en ook de solar probe zal smelten / uiteenvallen.

[twizzle]

En we spreken hier eigenlijk alleen van stralingswarmte zodra je daadwerkelijk in de atmosfeer van de zon komt wordt het heet onder de voeten

[Tranquility]

Dan maakt het vacuüm van de ruimte plaats voor (hele) hete gassen. Inderdaad niet zo goed voor de probe..

[theduke1989]

Pih dus hij blijft telkens vliegen ? Hoe blijft dat hij doorvliegen? Door de atmosfeer zwaartekracht of ??

[Jorgen]

Hij blijft doorvliegen, zolang er geen krachten op uitgeoefend worden die dat verhinderen. In de ruimte hoef je in principe alleen maar kracht te gebruiken om te versnellen, of af te remmen, daarna gaat de behaalde snelheid gewoon verder.

[Technomania]

@wildhagen

Aangezien jij de expert bent op dit gebied. Misschien is het wel doemdenken maar konden ze niet beter wachten met de lancering vanwege de meteorenzwerm Perseïden.

Bestaat er nu niet een verhoogd risico dat de Delta-IV in botsing komt met een meteoriet? Of is hij inmiddels de zwerm allang voorbij?

(indien offtopic, mijn excuses)

[wildhagen]

Ik durf niet te zeggen of die in elkaars pad zullen zitten, daarvoor heb ik te weinig kennis van dat soort zaken. Maar ik ga er vanuit dat de NASA dit wel weet en er ook wel rekening mee zal houden. Ze hebben daar wel vaker met dit bijltje gehakt

Zomaar een lancering uitstellen kan overigens niet altijd zomaar, je bent namelijk vaak aan launch windows gebonden ivm de stand van de planeten etc.

[dwilmer]

Laat ik een rekensom maken om in de buurt te komen vam het antwoord. Er zijn vannacht tientallen vallende sterren per uur te zien. Stel dat er honderd keer zo veel meteorieten zijn die we niet zien, dan kom ik op 5000 per uur. De perseïden branden op op ongeveer 100km hoogte (opgezocht). Als ik aanneem dat je blikveld 45 graden uitstrekt vanaf het midden, is her "vlak" waar je naar kijkt een cirkel met een straal van 100km, dus een oppervlakte van 31000 vierkante kilometer, oftewel 31 miljard vierkante meter. Als ik de sonde schat op 10 vierkante meter, is de kans dat een willekeurige meteoriet in je blikveld de sonde raakt 1 op 3 miljard (mits je naar de sonde kijkt). Met de overschatte 5000 meteorieten per uur, is de kans 1 op 600000 dat de sonde geraakt wordt per uur dat-ie door de stofzwerm heen vliegt. Ik weet niet hoe lang dat is, maar 6 uur lijkt me al lang - dus met een factor 10 marge kom ik uit op 60 uur, oftewel een kans van 1 op 10.000 dat het misgaat door de perseïden. Een klein risico in verhouding tot alle andere dingen die mis kunnen gaan, en geen reden om deze missie uit te stellen.

[Zeerob]

Als je volgens jouw redenering 'ziet' dat de satelliet geraakt wordt, kan de meteoriet ook nog boven of onder de satelliet langs gaan, in de kijk richting. De kans op een treffer is dus nog veel kleiner.

[Reactie gewijzigd door Zeerob op 24 juli 2024 23:13]

[thoenk]

Mooie inschatting, kans is hoegenaamd 0. Wat ik mis is nog de grootte van de meteoren. De meeste meteoren die wij zien, zijn stofdeeltjes ter grootte van een zandkorrel. De invloed van zulk stof op het ruimteschip zal nihil zijn. De grotere deeltjes (paar milimeter, centimeter grootte) zijn veel schaarser, hoewel hun impact navenant groter is, natuurlijk (E=1/2*m*v^2).

Ergo:het risico op een deeltje dat groot genoeg is om de raket te beschadigen, is verwaarloosbaar. Niks aan het handje.

[frickY]

Ik vind het nu vooral fascinerend dat Parker dus zonnewind heeft voorspelt, ze inderdaad blijken te bestaan, maar men niet weet waar ze vandaan komen.
Voorspellingen zijn meestal op basis van een theorie. Is de theorie die Parker had al ontkracht?

[Keipi]

De paper van Parker was meer observatie gerelateerd. Zonnenwind is geobserveerd en er waren al meerdere theorieëen over verschijnsellen die wij nu ‘solar wind’ noemen. Parker heeft gerealiseert dat dit door hetzelfde mechanisme gebeurt en heeft de werking daarvan toegelicht.

Het is dus heel wat anders dan iets als relativiteitstheorie. Meestal worden er maar delen van een verschijnsel voorspeld, zoals nu.

Zonnewind snappen wij overigens redelijk, het gaat hier voornamelijk over het ontstaan van de zonnewind. We snappen namelijk niet zo goed hoe warmte van de zon naar de corona komt en de temperatuur van de corona is cruciaal voor de zonnewind.

[Peaky]

Hier nog een filmpje van de Parker Solar liftoff

https://www.youtube.com/watch?v=1dm4WUx7z1A

[Van der Berg]

Ik ben vooral benieuwd wat ze gaan ontdekken.

[frisianstar]

Op 6.2 miljoen kilometer afstand is de zon schijnbaar 24x zo groot en straalt 520x zo vel in energie t.o.v. de aarde... (bron: https://en.wikipedia.org/wiki/Parker_Solar_Probe )

[Reactie gewijzigd door frisianstar op 24 juli 2024 23:13]

[michielvz]

En wat gebeurt er met de probe aan het einde van de missie? Opbranden door de zon?

[wildhagen]

Op dit moment nog niet bekend. Hangt er vanaf of ze nog controle hebben op dat moment, of hij nog brandstof heeft, en of zijn wetenschappelijke instrumenten het nog (voldoende) goed doen.

Men zou bijvoorbeeld kunnen besluiten de missie te verlengen door hem nóg dichterbij de zon te bewegen, net zolang tot de hitte of straling te groot wordt voor het schild, en hij het begeeft.

Men kan er ook voor kiezen (al dan niet noodgedwongen), om hem voorgoed in een baan om de zon te laten hangen. Dat is wat er met zijn beide voorgangers, Helios-1 en Helios-2 is gebeurd, die hangen nu ook al tientallen jaren in een baan rond de zon (ze functioneren al sinds 1985 niet meer).

[Blokker_1999]

En hoe ga je ze kapot maken? Je kan niet zomaar meer ontsnappen uit de baan waar de probe in is ondergebracht. Je kan de probe voor een deel laten desintegreren door de zon, en dat zal ook gebeuren, maar het hitteschild is net bestand tegen die hitte en straling en is dus gedoemd om baandjes rond de zon te blijven vliegen.

[jqv]

Het is dan ruimtepuin.
En waar deze satelliet vliegt, is geen atmosfeer.