Nasa-sonde skal på visit hos Solen

Trænger man til sol og varme oven på den grå og regnfulde danske sommer, kan man overveje at flyve lidt tættere på vores lokale stjerne. Det er netop, hvad Nasa har tænkt sig at gøre, og den amerikanske rumfartsorganisation går til ekstremer med rumsonden Parker Solar Probe. Den skal nemlig langt tættere på Solen, end nogen anden sonde har været.

Her skal Parker Solar Probe afsløre nye detaljer om de fysiske processer, der får Solen til at spy enorme mængder af stof ud i verdensrummet. Når den kommer tættest på, vil den være seks millioner kilometer fra Solens overflade. Det er så tæt på, at sonden flyver igennem den del af Solens ydre atmosfære, der kaldes koronaen. Parker Solar Probe skal helt ind og røre Solen, som Nasa udtrykker det.

Det er koronaen, man kan se, når der er total solformørkelse, så vi skal nok få bunker af flotte billeder af koronaen, når skyggen af Månen farer igennem USA den 21. august. Solforskere vil stå klar med teleskoper, for de vil benytte lejligheden til at studere Solens ydre atmosfære, når nu de slipper for at blive blændet af sollyset.

Koronaen er spændende, for her kommer temperaturen op på et par millioner grader, og en stadig strøm af partikler – solvinden – sendes ud i solsystemet. Det er også her, Solens komplekse magnetfelt giver anledning til gigantiske soludbrud, der kan frigive enorme bobler af plasma i det, astrofysikerne kalder koronale masseudkastninger.

Bedre rumvejrudsigter

En stor koronal masseudkastning med tilhørende magnetfelt kan skabe problemer her på Jorden, hvis vores klode er i skudlinjen – hvilket den heldigvis sjældent er. Kraftige geomagnetiske storme giver flot nordlys og sydlys, men kan også give strømafbrydelser. Magnet­feltet i plasmaskyen kan nemlig give elektriske strømme i ionosfæren over os, og det skiftende magnetfelt fra disse strømme kan inducere fejlstrømme i elnettet og ligefrem få transformatorer til at brænde sammen, som det skete i den canadiske Quebec-provins i 1989.

En bedre forståelse af Solens fysik kan føre til mere pålidelige varsler om solstorme, så man for eksempel kan nå at beskytte elnettet. Det er ikke mindst derfor, at forskerne gerne vil studere koronaen på helt tæt hold og ikke bare på en afstand af de 150 millioner kilometer, der er fra Solen til Jorden. Det kan lektor Klaus Galsgaard, der arbejder med at modellere Solens korona ved Niels Bohr Institutet på Københavns Universitet, tale med om:

»Parker Solar Probe er et spændende stykke værktøj. Hele ideen med sonden er at komme så tæt på som overhovedet muligt, så vi kan få observationer på stedet og få en bedre idé om, hvad der sker derinde. Når sonden sendes direkte ind i koronaen for at lave målinger, får vi nogle præcise referencepunkter, vi kan hænge vores modeller op på. Vi får data, som vi kun kan gætte os til i dag. Så kan vi sammenligne tallene med vores modeller og kalibrere dem, så de bliver bedre.«

Koronaen strækker sig millioner af kilometer ud i rummet, og fra Jorden er det næsten umuligt at afgøre, hvor i den optisk tynde korona, den elektromagnetiske stråling egentlig kommer fra. Tilsvarende kan vi måle partiklerne fra Solen, når de kommer i nærheden af Jorden, men det er ikke nemt at afgøre, hvorfra i koronaen de stammer.

Her kan rumsonden hjælpe, for den bliver udstyret med instrumenter, der kan måle styrken af de elektriske og magnetiske felter samt densiteten af plasmaet. Parker Solar Probe vil også fange og optælle de protoner, elektroner og alfapartikler, som Solen udsender, og sonden udstyres med et kamera, der kan fotografere koronaen på helt tæt hold.

Sonden skal holde til 1.400 grader

Klaus Galsgaard kunne selvfølgelig godt have tænkt sig, at den kom endnu tættere på Solen:

»Det er fantastisk, at den kan komme så tæt på, men de rigtig eksplosive ting sker længere inde, mindre end en million kilometer fra Solens visuelle overflade. Vi må nøjes med et strejftog ind i den yderste del af Solens atmosfære. Men det er jo et kompromis i forhold til de tekniske udfordringer,« siger han.

Det er nemlig ikke meget elektronik, der kan holde til de 1.400 grader celsius, som Parker Solar Probe bliver udsat for, når den er tættest på Solen. Det er nødvendigt med en solid parasol, der kan holde instrumenterne i skyggen, og rumsonden forsynes da også med et 11,5 cm tykt varmeskjold af et kulfiber­kompositmateriale.

Fire antenner og en særlig robust partikeldetektor forbliver dog i sollyset hele tiden, og det samme gør solpanelerne – eller rettere en lille del af dem.

Selv om det er oplagt at bruge solenergi til at drive en sonde, der skal helt derind, hvor sollyset er 475 gange så intenst som ved jordoverfladen, har solcellerne nemlig svært ved at klare varmen. Derfor bliver de udstyret med et vandkølings­system, så de kan fungere optimalt, og når sonden kommer helt tæt på Solen, bliver panelerne altså foldet ind i skyggen fra varmeskjoldet, så kun spidsen af dem bliver udsat for den voldsomste varme.

På sin syvårige mission vil Parker Solar Probe kredse 24 gange rundt om Solen. Syv gange vil sonden flyve tæt forbi Venus for at bruge planetens tyngdekraft til at ændre sin bane om Solen, så den hver gang kommer lidt tættere på sit mål.

På de sidste tre runder svinger sonden helt tæt omkring Solen, og i den forbindelse bliver den det hurtigste menneskeskabte objekt, der har eksisteret. Parker Solar Probe vil nå en hastighed på omkring 200 km/s (720.000 km/t).

Rumsonden kommer altså til at slå adskillige rekorder, når den kommer frem efter at være opsendt fra Cape Canaveral i Florida i løbet af sommeren 2018.