کاوشگر پارکر نخستین تصاویر و داده‌های خود را به زمین مخابره کرد

کاوشگر پارکر کمتر از یک ماه پیش از مرکز پرتاب کیپ کارناوال در ایالت فلوریدا پرتاب شد. اکنون پس از یک ماه نخستین تصاویر و داده‌های این کاوشگر به زمین مخابره شده است.

در حالی که کمتر از یک ماه از پرتاب کاوشگر پارکر می‌گذرد، نخستین داده‌های مربوط به هر چهار ابزار سوار شده بر روی این کاوشگر پیشگام ناسا به زمین مخابره شد. این مشاهدات اولیه، اگر چه در زمره مهم‌ترین آزمایشات علمی کاوشگر خورشیدی پارکر نخواهند بود، نشان می‌دهند که تمامی ابزارهای مطالعاتی این فضاپیما به خوبی کار می‌کنند. ابزارهایی که توسط مهندسان ناسا برای اندازه‌گیری میدان الکتریکی و مغناطیسی خورشید و ذرات باردار موجود در بادهای خورشیدی و نیز تصویربرداری محیط اطراف فضاپیما طراحی شده‌اند.


بیشتر بخوانید : کاوشگر خورشیدی پارکر ؛ ماموریتی برای لمس خورشید !


نور رئوفی (Nour Raouafi) دانشمند پروژه کاوشگر خورشیدی پارکر از آزمایشگاه فیزیک کاربردی دانشگاه جان هاپکینز در لاورلِ مریلند می‌گوید :

تمامی ابزارها نه تنها داده‌های مربوط به کالیبراسیون بلکه تصاویری را به زمین مخابره می‌کنند که سنجش‌های آنها مطابق انتظارهای ما خواند توانست پرده‌های از رازهای مربوط به اتمسفر خورشید یا همان کرونا (Corona) بردارد.

نخستین تصاویر و داده‌های کاوشگر پارکر به زمین مخابره شد

فضاپیما پارکر برای نخستین بار در نوامبر 2018 به خورشید نزدیک خواهد شد، اما حتی حالا هم ابزارهای این کاوشگر قادرند اطلاعاتی را درباره آنچه در بادهای خورشیدی می‌گذرد جمع‌آوری کنند. بادهایی که تاثیر زیادی بر روی سیاره زمین دارند. در ادامه این مطلب به دستاوردهای کاوشگر خورشیدی پارکر تا بدینجای ماموریت‌اش نگاهی خواهیم انداخت.

ابزار عکس‌برداری وسیع‌المیدان کاوشگر خورشیدی پلاس (WISPR)

WISPR به عنوان تنها ابزار عکس‌برداری موجود در کاوشگر خورشیدی پارکر، شفاف‌ترین نما را از بادهای خورشیدی کرونا ارائه خواهد کرد. این ابزار که خود شامل دو تلسکوپ است، در پشت سپر حرارتی کاوشگر و جایی بین آنتن‌ها و ابزار FIELDS قرار گرفته است. تلسکوپ‌ها با برای سالم ماندن در طول پرتاب توسط درپوش‌های حفاظتی پوشیده شده بودند.

ابزار WISPR در سپتامیر 2018 روشن خواهد شد و برای کالیبره شدن در ابتدا تصاویر آزمایشی با درپوش‌های بسته ثبت خواهد کرد. در نهم سپتامبر درپوش‌های تلسکوپ‌ها باز خواهند شد و در نتیجه این ابزار قادر خواهد بود نخستین تصویرهای خودش در سفرش به سوی خورشید را ثبت کند.

سمت راست تصویر زیر که توسط تلسکوپ درونی WISPR  گرفته شده است و شما می‌توانید نسخه HD آن را از استودیو علمی بصری ناسا دانلود کنید‌، میدان دیدی 40 درجه‌ای دارد و لبه سمت راست آن 58.8 درجه با مرکز خورشید زاویه دارد. سمت چپ تصویر زیر که توسط تلسکوپ بیرونی WISPR گرفته شده است زاویه دیدی 58 درجه دارد و زاویه‌ای حدودا 160 درجه‌ای از خورشیدی دارد. یک اختلاف منظر 13 درجه در موقعیت ظاهری خورشید میان زمین و کاوشگر پارکر وجود دارد.

کاوشگر خورشیدی پارکر
(اعتبار : ناسا / آزمایشگاه تحقیقات دریایی / کاوشگر خورشیدی پارکر)

راس هاوراد (Russ Howard)، محقق اضلی ابزار WISPR  کاوشگر پارکر از آزمایشگاه تحقیقات دریایی ناسا، با استفاده از نشانه‌هایی آسمانی تصاویر را بررسی کرد تا مشخص کند که آیا این ابزار مطابق انتظار جهت‌گیری کرده است یا خیر. او در این باره می‌گوید :

یک خوشه ستاره‌ای خیلی مشخص در همپوشانی این تصویر وجود دارد. سیاره مشتری در تصویری که تلسکوپ درون ابزار WISPR ثبت کرده است قابل تشخیص است. سیاره مشتری را می‌توانید اندکی بالاتر از سمت راست مرکز تصویر سمت راستی ببینید. بخش سمت چپ تصویر نمای زیبایی از کهکشان راه شیری را نشان می‌دهد. مرکز کهکشان نیز به خوبی مشخص است.

زمان نوردهی، یعنی مدت زمانی که برای ثبت این تصویر نور توسط دوربین‌ها جمع‌آوری شده است و نیز فاصله‌ای که می‌توان برای تیره یا روشن‌تر کردن تصویر آن را کوتاه یا بلند‌تر کرد، در کمترین وضعیت ممکن قرار داده شده است. هاوارد در توضیح این کار می‌گوید که “ما عامدانه می‌خواستیم در سمت پایین قرار بگیریم، یعنی جایی که وقتی تلسکوپ را روشن می‌کنیم چیز بسیار روشنی وحود داشته باشد، اما دلیل عمده‌ای که نوردهی کم بود این است که ما فاصله بسیار دوری را هدف گرفته بودیم.”


بیشتر بخوانید : نخستین تصویر ماهواره تس (TESS) به زمین مخابره شد


با نزدیک شدن کاوشگر به خورشید، جهت‌گیری آن و به تبع تصاویر دریافتی از آن تغییر خواهند کرد. هر بار که پارکر یک مرتبه مدار خورشید را طی می‌کند، ابزار WISPR تصاویری را از ساختارهایی که از کرونای خورشید به سمت بیرون جاری می‌شوند را ثبت خواهد کرد. در حالی که اندازه‌گیری‌ها و سنجش‌های پیشین ما توسط ابزارهایی در فاصله یک واحد نجومی (معادل تقریبا 150 میلیون کیلومتر) انجام گرفته بود، ابزار WISPR قریب به 95 درصد فاصله میان زمین و خورشید به این ستاره نزدیک خواهد شد. (0.95AU). در نتیجه به طور چشم‌گیری توانایی ما در مشاهده آنچه در آن ناحیه اتفاق خواهد افتاد افزایش خواهد یافت. به این ترتیب با یک مقیاس بسیار ریزتر تصاویر بسیار دقیق‌تری تهیه خواهند شد.

ابزار تحقیق علمی یکپارچه خورشید (ISʘIS)

ابزار ISʘIS، که ee-sis تلفظ می‌شود و نماد میانی در نام مخفف آن (ʘ) به خورشید تعلق دارد، ذرات پرانرژی را که در فعالیت‌های خورشیدی نظیر شعله‌های خورشیدی و فوران‌های جرمی کرونا وجود دارند را اندازه‌گیری خواهد کرد. (این کاوشگر ابزار دیگری دارد به نام SWEAP که مسئولیت اندازه‌گیری ذرات کم‌انرژی را برعهده دارد.) دو ابزار ذره فعال (EPI) متعلق به ISʘIS طیفی از انرژی‌های این ذرات مبتنی بر فعالیت را پوشش می‌دهد.

یکی از این ابزارها EPI-Lo نام دارد که بر روی آستانه پایین طیف انرژی تمرکز می‌کند و دیگری EPI-Hi است که ذرات پرانرژی‌تر را مورد اندازه‌گیری قرار خواهد داد. هر دو داده‌ها با ولتاژ کم جمع‌آوری خواهند کرد و شناساگرها را قادر می‌سازند تا مطابق انتظار به فعالیت خود بپردازند. هرچه کاوشگر پارکر به خورشیدی نزدیک‌تر شود، فعالیت این دو ابزار در اندازه‌گیری ذرات کرونای خورشید بیشتر خواهد شد.

در تصویر زیر داده‌های اولیه‌ای که EPI-Lo (سمت چپ)، تشعشعات کیهانی زمینه و ذراتی را نشان می‌دهد که با دریافت انرژی از جایی دیگر در کهکشان به درون منظومه شمسی وارد شده‌اند. با فعال شدن ولتاژ بالای EPI-Lo و نزدیک‌تر شدن پارکر به خورشید، ذرات اندازه‌گیری شده بر روی نمودار به سمت ذرات پرانزژی خورشیدی شیفت خواهند کرد. ذراتی که در نتیجه انفجارها شتاب می‌گیرند و طی جریان‌هایی از کرونای خورشید خارج می‌شوند.

فضاپیما پارکر
(اعتبار : ناسا / دانشگاه پرینستون / کاوشگر خورشیدی پارکر)

در سمت راست تصویر داده‌های مربوط به EPI-Hi شناسایی ذرات هیدروژن و هلیم را توسط تلسکوپ‌های کم انرژی نشان می‌دهند. دانشمندان انتظار دارند با نزدیک شدن به خورشید تعداد این ذرات بیشتر و بیشتر و عناصر سنگین و ذرات دارای سطح انرژی بالا نیز به آنها ملحق شوند. دیوید مک‌کوماس (David McComas)، استاد علوم اخترفیزیک دانشگاه پرینستون و محقق ارشد ابزار ISʘIS  می‌گوید :

تیم ما خوشحال است که این ابزار به خوبی روشن شده و فعالیت خود را آغاز کرده است. با اینکه چند قدم دیگر نیز باقی مانده، اما به نظر می‌رسد همه چیز به خوبی پیش می‌رود.

ابزار شناساگر میدان الکترومغناطیسی (FIELDS)

ابزار FIELDS که بر روی کاوشگر پارکر سوار است مقیاس و شکل میدان های الکتریکی و مغناطیسی اتمسفر خورشید را نمایان خواهد کرد. این دو اندازه گیری بسیار مهم هستند چرا که به ما کمک می‌کنند تا بفهمیم چرا دمای کرونای خورشید صدها بار از دمای سطح آن بیشتر است. سنسورهای ابزار FIELDS شامل چهار آنتن دومتری مربوط به سنجش میدان الکتریکی است که جلوی فضاپیما قرار دارد. این آنتن‌ها از سپر حرارتی بالاتر آمده‌اند و در معرض فشار ناشی از محیط خورشیدی قرار خواهند گرفت.سه مغناطیس‌سنج و یک آنتن میدان الکتریکی کوتاه‌تر پنجم نیز بر روی قسمت عقبی کاوشگر قرار دارد.


بیشتر بخوانید : تلسکوپ فضایی کپلر ؛ با شکارچی سیارات فراخورشیدی آشنا شوید


داده‌های مربوط به چارت زیر در جریان عملیات پرتاب کاوشگر در آگوست امسال جمع‌آوری شده‌اند و تغییرات میدان مغناطیسی را در جریان پرتاب کاوشگر به سوی خارج از جو زمین نشان می‌دهد. داده اولیه مربوط به میدان مغناطیسی خود فضاپیما است. کاهش چشمگیری که در نمودار دیده می‌شود میدان مغناطیسی را در جریان بلند شدن موشک از زمین نشان می‌دهد. پس از پرتاب، ابزار FIELDS میدان مفناطیسی مربوط به بادهای خورشیدی را نشان می‌دهد و نشان می‌دهد که سنسورها می‌بایست دور از فضاپیما نگه داشته شوند.

کاوشگر خورشیدی پلاس
(اعتبار : ناسا / دانشگاه برکلی / کاوشگر خورشیدی پارکر)

در اوایل ماه سپتامبر چهار آنتن میدان الکتریکی با موفقیت به روی بخش جلویی فضاپیما سوار شدند و تقریبا بلافاصله نخستین نشانه از امواج خورشیدی را ثبت کردند. استوارت بیل (Stuart Bale)، محقق آزمایشگاه علوم فضایی دانشگاه برکلی در کالیفرنیا، می‌گوید :

ابزار FIELDS در زمان راه‌اندازی‌اش نخستین انفجار رادیویی مربوط به شعله خورشید خود را اندازه‌گیری کرد. این انفجارهای امواج رادیویی می‌توانند در طول شعله‌های خورشیدی شناسایی شوند. (شعله خورشیدی فوران عظیمی از انرژی و نور است.) این انفجارها با الکترون‌های پرانرژی که شعله‌ها آزاد می‌کنند همراه هستند. این انفجارهای رادیویی توسط آنتن‌های میدان الکتریکی ثبت شدند.

در تصویر زیر آنچه پارکر از این انفجارهای رادیویی ثبت کرده را با آنجه کاوشگر ویند با باد (Wind) ناسا ثبت کرده بود مقایسه کرده‌ایم. بیل در این رابطه می‌گوید که ابزار فیلدز یکی از جامع‌ترین وسایل مطالعاتی است که تا کنون در فضا به پرواز درآمده است و انتظار می‌رود به خوبی ماموریت خود را به انجام برساند.

کاوشگر ویند
(اعتبار : ناسا / دانشگاه برکلی / کاوشگر خورشیدی پارکر/ کاوشگر ویند)

ابزار شناسایی پروتون‌ها و الکترون‌های آلفا بادهای خورشیدی (SWEAP)

مجموعه SWEAP شامل سه ابزار است : دو آنالیزور کاوشگر خورشیدی (SPAN) که الکترون‌ها و یون‌های بادهای خورشیدی را اندازه‌گیری می‌کند و یک جام کاوشگر خورشیدی (SPC) که از پشت به سپر حرارتی کاوشگر متصل است و به طور مستقیم بادهای خورشیدی خارج شده از خورشید را مورد سنجش قرار می‌دهد. پس از بازشدن کاورها، ولتاژ بالا اعمال و عیب‌یابی درون فعال می‌شود. هر سه این ابزارها نماهایی را از خودِ بادهای خورشیدی ثبت می‌کنند.

به دلیل موقعیت و جهت‌گیری کاوشگر پارکر تیم علمی آن انتظار دارد که ابزار SPC در ابتدا عمدتا نویزهای زمینه‌ای را بدون ثبت خود بادهای خورشیدی اندازه‌گیری کند. اما پس از روشن شدن ابزار، یک تندباد خورشیدی شدید و ناگهانی به درون جام کاوشگر خورشیدی وارد شود که در نمودار داد‌ها به صورت یک نوار قرمز رنگ دیده خواهد شد. هرچه فضاپیما بیشتر به خورشید نزدیک شود، چنین مشاهده‌هایی متداول خواهند شد. دانشمندان امیدوارند از این طریق بتوانند اطلاعات جدیدی در خصوص فرآیندهایی که منجر به گرم شدن و شتاب گرفتن بادهای خورشیدی بدست آورند.

دو آنالیزور SPAN پیک‌های نخست بادهای خورشیدی را ثبت خواهند کرد. در جریان راه‌اندازی تیم علمی فضاپیما را به گونه‌ای چرخاندند که SPAN-A (یکی از دو آنالیزور) به طور مستقیم در مقابل جریان بادهای خورشیدی قرار بگیرند. در نتیجه این امر، حدود 20 دقیقه داده ارزشمند ثبت شد که در تصویر زیر قاب مشاهده است. آنچه اندازه‌گیری شده است، شامل یون‌ها (بالای تصویر) و الکترون‌ها (پایین تصویر) بادهای خورشیدی است.

کاوشگر پارکر
(اعتبار : ناسا / دانشگاه میشیگان / کاوشگر پارکر)

در حالی که دو آنالیزور A و B در جریان ماموریت الکترون‌های بادهای خورشیدی را اندازه گیری می‌کنند. جهت‌گیری فضاپیما در حال حاضر به نحوی است که احتمالا چندین سال زمان می‌برد تا چنین سنجشی از یون‌های بادهای خورشیدی مجددا تکرار شود. این موضوع به این دلیل است که الکترون‌های بادهای خورشیدی از هر جهتی قابل اندازه‌گیری هستند، چرا که جرم کم و دمای بالای آنها حرکت آنها را به شد تصادفی می‌کند. در سوی دیگر اما یون‌های بادهای خورشیدی به شدت سنگین‌تر هستند و در یک جریان به نسبت مستقیمی از خورشید دور می‌شوند.

جاستین کسپر (Justin Kasper)، محقق ارشد مجموعه ابزار SWEAP از دانشگاه میشیگان می‌گوید :

عملکرد ابزار شناسایی پروتون‌ها و الکترون‌های آلفا بادهای خورشیدی بسیار امیدوارکننده است. نتایج اولیه‌ای که تنها پس از روشن‌ شدن ابزار به دست آمده نشان می‌دهد که ما می‌توانیم مجموعه‌ای از ابزارهایی با حساسیت بالا را داشته باشیم که ما را قادر سازند آزمایش‌های علمی شگفت‌انگیزی را در نزدیکی خورشید به انجام برسانیم.

بیشتر بخوانید :

منبع : NASA Blog



ارسال نظر