החללית מוגנת על ידי מגן חום בצידה הפונה לשמש שיאפשר לה לשמור על מידת חום של 30 מעלות צלזיוס בסביבה חמה מאוד
הבוקר (10:31 שעון ישראל) שוגרה מכף קנוורל החללית פארקר של נאס”א שנועדה לחקור את השמש.
החללית שאמורה להתקרב עד למרחק של כ-6 מיליון ק”מ מהשמש שוגרה על גבי טיל דלתא 4 כבד. היא תגיע למסלול סביב השמש בדצמבר.
מסלולה של החללית מביא אותה קרוב לשמש יותר מאשר חללית כלשהי עד כה, והיא גם תהיה החללית המהירה ביותר, אפילו יותר מניו הוריזונס.
פארקר מתוכננת לחקור את האטמוספירה החיצונית של השמש – העטרה ולחשוף תובנות חדשות על אודות מנגנון הפעולה של השמש, ובמיוחד את מגוון החלקיקים האנרגיה והחום החוצים את העטרה ומעיפים חלקיקים מיוננים לתוך מערכת השמש, אפילו עד למרחקו של נפטון/רהב, כוכב הלכת המרוחק ביותר מהשמש.
בתוך העטרה החום מגיע למאות אלפי מעלות ויותר, בשל העובדה שהיא מופגזת בחלקיקים וקרינה מהשמש.
אז איך היא לא תימס?
חללית השמש פארקר תוכננה לעמוד בתנאים קיצוניים ובתנודות חזקות בטמפרטורות. המפתח להשרדותה טמון במגן החום המותאם אישית שלה, המכיל מערכת אוטונומית המסייעת להגן על החללית מפני פליטות אור חזקות מהשמש, אך מאפשרת לחומר מהעטרה “לגעת” בחללית.
אחד הרמזים להבנה מה שומר על החללית מפני החום הגבוה היא ההבנה של התפיסה של חום לעומת טמפרטורה. בניגוד לאינטואיציה, טמפרטורות גבוהות לא מתרגמות לחימום של עצם.
בחלל יכולות להימדד טמפרטורות של אלפי מעלות בלי חימום משמעותי לחללית שחשה בה. הסיבה לכך – הטמפרטורה מודדת למעשה כמה מהר נעים החלקיקים, בעוד מדידת חום מודדת את כמות האנרגיה שהם מעבירים. חלקיקים יכולים לנוע מהר (טמפרטורה גבוהה) אך אם יש רק מעטים מהם, הם לא יעבירו הרבה אנרגיה לחללית (התחממות מעטה). מכיוון שהחלל ברווב ריק, יש מעט מאוד חלקיקים שיכולים להעביר אנרגיה לחללית.
העטרה שדרכה תעבור החללית פארקר, לדוגמה יש בה טמפרטורות גבוהות, אך צפיפותה נמוכה. תחשבו על ההבדל בין הכנסת היד לתנור לעומת הכנסתה לכוס מים רותחים (אל תנסו זאת בבית). בתנור היד יכולה לעמוד בטמפרטורות משמעותיות גדולות יותר לזמן רב יותר מאשר במים מכיוון שבמים ליד יש הרבה נקודות מגע עם הרבה יותר חלקיקים. לפיכך החללית תיתקל בפחות חלקיקים חמים, ולכן היא לא תקלוט כל כך הרבה חום.
משמעות הדבר הוא שהחללית פארקר תנוע בחלל שבו מגיעות הטמפרטורות לכמה מיליוני מעלות, פני השטח של מגן החום שלה יגיעו לקרבת השמש אך ירגישו רק 1,400 מעלות צלזיוס.
מובן שמדובר במידות חום גבוהות מספיק. לשם השוואה, לבה מתפרצת מהרי געש בטווח של 1,200-700 מעלות. כדי לעמוד בחום, משתמשת פארקר במגן חום Thermal Protection System, or TPS שקוטרו 2.4 מטרים ועוביו כ-115 מ”מ (11.5 ס”מ). כמה סנטימטרים אלה של הגנה משמעותם כי בצד השני של מגן החום, גוף החללית יחוש טמפרטורה ממוצעת של 30 מעלות צלזיוס.
ה-TPS תוכנן במעבדה לפיזיקה יישומית של אוניברסיטת ג’ונס הופקינס, ונבנתה תוך שימוש בפחמן מחוזק, תוך שימוש בפרוסות קצף של פחמן מרוכב בין שתי פלטות פחמן. המבנה הסופי צופה בצבע קרמי בפלטה הפונה לשמש, כדי להחזיר כמה שיותר חום. ה-TPS נוסה בטמפרטורות של כ-1,650 מעלות. כעת הוא יכול לשרוד בכל חום שהשמש תוכל לשגר אליו, ותשמור כמעט את כל המכשירים בטווח טמפרטורות בטוח.
עוד בנושא באתר הידען
