Цивилизация
Солнечный зонд NASA Parker Solar Probe движется так быстро, что крошечные пылинки, попадающиеся ему по пути, моментально ионизируются и превращаются в плазму вместе с частью материала поверхности космического корабля. Этот процесс столкновения аппарата с космической пылью изучили американские исследователи из Лаборатории атмосферной и космической физики Колорадского университета в Боулдере и Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса, показавшие, что сверхскоростная пыль со временем может повредить оболочку зонда и нарушить работу его приборов. Результаты этой работы будут представлены на 63-м ежегодном собрании Отделения физики плазмы Американского физического общества в Питсбурге.
С аппаратом Parker Solar Probe связано несколько важных рекордов — по максимальному сближению с Солнцем, работе его инструментов при самых высоких температурах, наконец, максимальной скорости движения объекта, созданного человеческими руками, — почти 150 км/с, а в будущем и 200 км/с. Расплачиваться за это приходится рисками серьезных повреждений от столкновений даже с крошечными пылинками: аппарат движется так быстро, что все это может привести к серьезным повреждениям. Межпланетное пылевое облако, или зодиакальное облако, в которое погружена вся Солнечная система, содержит пылинки размером от 2 до 20 мкм, или менее четверти толщины человеческого волоса, сброшенные астероидами и кометами.
Parker Solar Probe на гиперскорости пробивается через самую плотную область этого зодиакального облака. При ударе о его корпус материал, из которого состоят частицы пыли, моментально нагревается, испаряется, а затем ионизируется. Ионизация — это процесс, при котором атомы испаренного материала разделяются на ионы и электроны, превращаясь в плазму. Быстрое испарение и ионизация порождают плазменный взрыв длительностью менее одной тысячной секунды. Самые мощные из этих ударов образуют также облака из мелких обломков, которые постепенно расходятся от космического корабля.
Для изучения процессов столкновений Parker Solar Probe с пылью группа использовала антенны аппарата и датчики магнитного поля для измерения возмущений электромагнитного поля в окружающей среде, создаваемых плазменными взрывами. Эти измерения позволили изучить, как плазменные взрывы взаимодействуют с солнечным ветром и потоком ионов и электронов, постоянно исходящих от Солнца. Полученные данные имеют большое значение для оценки безопасности работы Parker Solar Probe и космических аппаратов, которые будут запущены после него. Группа наблюдала, как металлические чешуйки и крошки краски отскакивали во время столкновений с пылью. Эти обломки образовывали полосы на изображениях, получаемых навигационными и научными камерами Parker Solar Probe.
Некоторые обломки рассеивали солнечный свет и тем самым мешали работе навигационных камер, на какое-то время дезориентируя Parker Solar Probe и создавая опасность перегрева, поскольку зонду для выживания критически важно точное размещение теплового экрана.