Parker Solar Probe


#21

A quanto pare ci sarà un ulteriore ritardo: hanno trovato un corpo estraneo nel fairing…

https://blogs.nasa.gov/parkersolarprobe/2018/07/24/parker-solar-probe-launch-targeted-for-aug-11/

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#22

Quando ho letto corpo estraneo ho pensato al picchio di STS 70

o alla rana di LADEE


:stuck_out_tongue_winking_eye: :stuck_out_tongue_winking_eye:


#23

Perdonate l’OT, ma che dire della tarantolazza di STS-122?


spider-vs-space-shuttle.jpg


#24

Rientrando in topic, tutti questi ritardi ci lasciano un po’ di tempo per tornare a dare un’occhiata alla preparazione della sonda, che abbiamo lasciato ad aprile.

All’inizio di maggio (sempre presso le facility di Astrotech a Titusville) si sono svolti i test sui pannelli solari, non ancora montati su Parker.

In questa prova viene applicata tensione ai pannelli, che si illuminano

I pannelli sono stati montati sulla sonda il 31 maggio. A differenza di quanto avviene in altre missioni, i pannelli sono retraibili. Ossia, inizialmente saranno esposti tutti, ma poi, vicino al sole, la superficie esposta sarà ridotta, ripiegano i bracci che li sorreggono lungo il corpo del veicolo. I pannelli sono raffreddati ad acqua e i radiatori sono proprio quei “cosi” neri curvi (perdonate il linguaggio tecnico) che sono montati in cima alla sonda, proprio sotto lo scudo termico.

Se non è chiaro, qui ci sono un paio di disegni esplicativi (click per ingrandire). In quello di destra si vede come saranno inclinati i pannelli nei pressi del sole:

Si esaminano i pannelli dopo il fissaggio

Qui si vedono i radiatori e si nota che lo scudo termico non è ancora montato

Questo, invece, è il test di illuminazione, fatto con un laser.

Nel frattempo, il 18 maggio è stata installata la placca commemorativa, o meglio dedicatoria (visto che il Eugene Parker a 91 anni è ancora vegeto)

La placca, oltre a ricordare il Dottor Parker, l’astrofisico “i cui profondi contributi hanno rivoluzionato le nostre conoscenze del Sole e del vento solare”, incorpora una memory card contenente alcune sue foto, una copia del suo fondamentale articolo del 1958, nonché, per evidenti meriti, il nome del sottoscritto e di altri 1,137.201 tizi che li hanno inviati attraverso un apposito modulo online.

Questo è il Dottor Parker :clap:

Qui siamo al 23 maggio e si lavora sul braccio del magnetometro

Nella clean room ci si può rotolare per terra senza sporcarsi :stuck_out_tongue:

Finalmente, il 27 di giugno è stato installato lo scudo termico, o meglio il TPS (Thermal Protection System). Lo scudo, di materiale composito, è spesso solo 11.43 cm e pesa solo 72,6 kg, ma è in grado di “reggere” oltre 1300 gradi, matenendo al fresco la sonda e i suoi strumenti.

Ovviamente, sopra è bianco :slight_smile:

L’11 luglio è avvenuta l’integrazione con il terzo stadio, costruito da Northrup Grumman

La ragione di tutto questo “catafalco” si vede qui. Il terzo stadio è già fissato all’adattatore che lo collegherà al Delta Heavy. L’immagine rende visibile la differenza di dimensioni tra il razzo e la sonda.


#25

urca che servizio… grazie Rob!


#26

E per completare abbiamo anche il video del pre-launch briefing, che si è svolto il 20 luglio. :smiley:


#27

Rob: scrivi che i pannelli sono raffreddati ad acqua, io pensavo che fosse un liquido che non congelasse facilmente, perché è vero che vicino al Sole non avrà problemi di basse temperature, ma prima ci deve arrivare!


#28

Francamente non so se nell’acqua ci sia un “antigelo”. :smiley: Nella news che mi ero dimenticato di linkare (e che ora ho aggiunto) si dice semplicemente:

The solar arrays are cooled by a gallon of water that circulates through tubes in the arrays and into large radiators at the top of the spacecraft.

Probabilmente i pannelli, anche lontano dal sole, si scaldano tal punto da mantenere l’acqua del sistema ben sopra il punto di fusione.


#29

A terra un antigelo si mette sempre, con additivi anti-corrosione. Riduce un po’ il calore specifico dell’acqua, ma i vantaggi superano questo. Nello spazio non so, ma penso convenga anche lì.


#30

Avevo distrattamente sentito dire dei sette Flyby di Venere e dei sette anni che Parker impiegherà per arrivare all’orbita definitiva. Ma questo non vuol dire che la sonda avrà bisogno di così tanto tempo per iniziare l’attività esplorativa. In realtà Parker effettuerà il suo primo passaggio al perielio (e quindi potrà fare scienza a pieno regime) già ad inizio novembre, dopo il primo flyby venusiano (fine settembre 2018). I successivi passaggi vicino a Venere serviranno a restringere ulteriormente l’orbita, portando il perielio fino a 6.16 milioni di km dal sole nel dicembre 2024 (22a orbita).

Dopo il settimo flyby l’orbita di Parker si troverà all’interno di quella di Venere e non potrà più ricevere aiuti gravitazionali. La sonda rimarrà in una traiettoria stabile e continuerà a lavorare finché gli strumenti saranno attivi e propellente e ruote di reazione la aiuteranno. Non c’è bisogno che vi dica che cosa accadrà quando, cessata la possibilità di controllare l’assetto, non sarà più possibile avvicinarsi al Sole con lo scudo termico ben orientato… :death:

Ecco, a scopo indicativo, una tabella le date di flyby e passaggi al perielio (la formatto già in markdown così mi preparo al nuovo forum :-))

[pre]

Flyby di Venere Passaggi al Perielio
1) 28/09/2018
01) 01/11/2018
02) 31/03/2019
03) 28/08/2019
2) 22/12/2019
04) 24/01/2020
05) 02/06/2020
3) 06/07/2020
06) 22/09/2020
07) 13/01/2021
4) 16/02/2021
08) 24/04/2021
08) 05/08/2021
5) 11/10/2021
10) 16/11/2021
11) 21/02/2022
12) 28/05/2022
13) 01/09/2022
14) 06/12/2022
15) 13/03/2023
16) 17/06/2023
6) 16/08/2023
17) 23/09/2023
18) 24/12/2023
19) 25/03/2024
20) 25/06/2024
21) 25/09/2024
7) 02/11/2024
22) 19/12/2024
23) 18/03/2025
24) 14/06/2025

[/pre]
Fonte: http://parkersolarprobe.jhuapl.edu/The-Mission/index.php#Journey-to-the-Sun


#31

Quindi contano anche di non perdere l’assetto neppure per un istante. Speriamo nella bontà delle ruote di reazione.


#32

E questa sera (31 luglio) alle 19:30 terrà anche un briefing su NASA TV!
Edit: ok magari non lo tiene prettamente lui, ma ci partecipa ecco :grin:


#33

Nel frattempo, se ancora non l’avete fatto, vi diamo due buoni motivi per vedere il video del prelauch briefing di cui sopra:

a) il vestito “solare” di Nicky Fox dell’Applied Physics Laboratory presso la Johns Hopkins University, project scientist per la missione Parker Solar Probe (@SolarGirl2018 su twitter)

b) il tentativo di dare fuoco allo studio di NASATV nel corso di una dimostrazione delle capacità di isolamento del materiale che compone lo scudo termico

Nel frattempo i “corpi estranei” (qualunque cosa fossero) dovrebbero essere stati rimossi dal fairing perché lo stesso, con dentro Parker e il terzo stadio, è stato visto, ieri, nel bel mezzo di un trasferimento da Titusville a Cape Canaveral. Ecco le prove:

Credit: @ken_kremer


#34

Che cosa studierà Parker?

Il sito dedicato alla missione (http://parkersolarprobe.jhuapl.edu/) è molto sintetico e si sente la mancanza di un bel “press kit”, dello stesso spessore di quelli dedicati altre missioni NASA. Ecco un po’ di info che ho raccolto:

Anzitutto gli obiettivi scientifici della missione sono i seguenti:

  1. Determinare la struttura e la dinamica dei campi magnetici che sono all’origine del vento solare;
  2. Tracciare il flusso e chiarire la termodinamica dell’energia che riscalda la corona e accelera il vento solare;
  3. Determinare quali meccanismi accelerano e trasportano le particelle energetiche;
  4. (Non so perché, ma ma non sempre si trova elencato) Esplorare il “plasma poveroso” (dusty plasma) vicino al sole e la sua influenza sul vento solare e sulla formazione di particelle energetiche.

Tali obiettivi saranno perseguiti attraverso 5 indagini (selezionate sin dal 2010) [Noto che nei vari siti c’è un po’ di confusione tra le “indagini”, cioè le ricerche che saranno condotte e gli “strumenti” a bordo di Parker]:

1) SWEAP - Solar Wind Electrons Alphas and Protons è un’indagine a cura dello Smithsonian Astrophysical Observatory di Cambridge (sito della ricerca: http://www.cfa.harvard.edu/sweap/)

SWEAP Conterà le particelle più presenti nel vento solare (elettroni, protoni, ioni di elio), misurandone proprietà (velocità, densità, temperatura, ecc.).
La ricerca si servirà di tre strumenti:

  • SPC, una coppa di faraday che sarà esposta direttamente al sole :fearful: sbucando sopra lo scudo termico. Misurerà i flussi di elettroni e ioni e la loro energia.

  • SPAN-A e SPAN-B, che sono analizzatori elettrostatici di elettroni (ESA) disposti su due lati opposti della sonda e montati ad angolo retto, in modo da coprire tutta la zona dello spazio posteriore allo scudo termico.

[hr]

2) FIELDS - Fields Experiment è un’indagine a cura della University of California, Berkeley. (sito della ricerca: http://fields.ssl.berkeley.edu/)

FIELDS misurerà i campi elettrici e magnetici, le proprietà delle onde di plasma, la densità e la temperatura degli elettroni e le radio emissioni interplanetarie con una suite di strumenti consistente in (far riferimento al disegno sopra):

  • quattro antenne per il campo elettrico (V1-V4), montate vicino al bordo dello scudo termico (e sporgenti anche fuori);
  • un sensore di voltaggio (V5) montato sul braccio del magnetometro insieme a
  • due magnetometri fluxgate (MAGi e MAGo) e
  • un magnetometro ad induzione (search coil magnetometer, SCM).

Sarebbe bello capire la differenza tra i due tipi di magnetometro. Se qualcuno è in grado di farlo è ben accetto. :yes:

Questa è una foto del braccio del magnetometro dispiegato. Chi localizza tutti gli strumenti vince un premio.

[hr]

3) ISIS - Integrated Science Investigation of the Sun A cura del South West Research Institute, San Antonio

ISIS [notare che in inglese questa sigla non suona sinistra come in italiano, comunque per renderla meno equivoca ci hanno aggiunto anche il simbolo del Sole “IS☉IS”], in vista dell’obiettivo 3, studierà le particelle energetiche (elettroni, protoni e ioni) che popolano l’atmosfera solare attraverso due spettrometri di massa: EPI-Hi (Energetic Particle Instrument - High) e EPI-Lo (Energetic Particle Instrument - Low). Come si può intuire, il primo è dedicato alle particelle ad alta energia e il secondo a quelle a bassa.

Immagini dell’integrazione di EPI-Lo, uno dei primi strumenti ad essere montato su Parker, nell’aprile 2017

[hr]

4) WISPR - Wide-field Imager for Solar PRobe è un’indagine a cura del Naval Research Laboratory, Washington (pagina relativa alla ricerca: https://www.nrl.navy.mil/ssd/branches/7680/WISPR)

WISPR è un doppio telescopio che riprenderà immagini 3-D della corona, dell’eliosfera interna e di fenomeni relativi al vento solare che si manifesteranno attorno alla sonda.

Altro disegno, un po’ più dettagliato dello strumento.

[hr]

5) HeliOSPP - Heliospheric origins with Solar Probe Plus. A cura del Jet Propulsion Laboratory di Pasadena.

La ricerca HeliOSPP non mi è molto chiara, visto che tutte le descrizioni parlano solo del PI (ossia del Principal investigator), che tra l’altro è un italiano di nome Marco Velli il quale, rispetto al progetto Parker, funge da “Observatory Scientist”. Quello che è sicuro è che HeliOSPP non si servirà di strumenti specifici, ma dei dati raccolti dalle altre indagini.

[hr]

Come detto in un post precedente Parker inizierà a fare scienza quasi subito (appena giunto in prossimità del Sole). Tuttavia non farà scienza sempre, ma solo nella finestra di circa 11 giorni in cui la sua orbita ellittica lo porterà più vicino alla nostra stella. Il resto dell’orbita servirà per il downlink (a 167 kb/s ci vuole un po’ di tempo per scaricare). Queste informazioni sono sintetizzate nel disegno sotto che mostra anche come il periodo orbitale, avvicinandosi al Sole scenderà, raggiungendo quello di Mercurio. Più ci si avvicina, più (si fa per dire) bisogna pedalare.

Per chi desideri approfondimenti tecnici, mi pare che il documento principale sia questo: Solar Probe Plus: Report of the Science and Technology Definition Team, NASA/TM—2008–214161 che risale al 2008 (ricordare che Solar Probe Plus è il vecchio nome del Parker Solar Probe).

Io ho trovato utile questa presentazione NASA del 2016, dalla quale ho preso alcune delle immagini.

[hr]
EDIT: Mi sono reso conto adesso che gran parte delle informazioni degli ultimi due post erano state già date da @sinceup ad inizio thread nel 2017. Di fatto, io ho aggiunto solo qualche immagine. Non posso discolparmi con la lunghezza del thread, visto che siamo solo alla seconda pagina, l’ unica scusante è il fatto che sia passato un po’ di tempo. Comunque: repetita iuvant. :beer:


#35

Che meraviglia. Io penso solo al lavoro che devono aver fatto i progettisti per fare strumenti che resistano alla radiazione solare a quella distanza senza fondere tutto. Incredibile.


#36

Stupito dalla complessità. Che meraviglia :clap:
Grazie a te e a sineceup
Gira e rigira, c’é sempre un italiano di mezzo.


#37

Già! Infatti il Goddard ha fatto anche un video a proposito. “Ecco perché non si scioglierà” [emoji1]


#38

Grazie Veronica! La ragione più interessante citata dal video è la quarta, anche perché tocca un concetto poco intuitivo. Chi non si è chiesto: ma come farà il Parker con uno scudo termico che regge fino a 1300 gradi a resistere in un ambiente dove le temperature sono dell’ordine dei milioni di gradi? Beh, per la stessa ragione per cui mettere (per qualche istante) la mano nel forno a 100 gradi è meno spiacevole che immergerla in una pentola d’acqua bollente (don’t try this at home! :smiley:) . Il plasma della corona è piuttosto caldo, ma anche poco denso.

Il video in questione si trova anche allegato ad un bell’articoletto NASA di cui suggerisco la lettura per approfondire:

Vi si trovano varie altre informazioni. Per esempio: dietro lo scudo il Parker e i suoi strumenti si troveranno a lavorare ad una temperatura appena estiva di 30 gradi.
Invece avranno un po’ di problemi la coppa di Faraday dell’SPC e alcuni cablaggi che non potranno stare “all’ombra”. Proprio per questo la prima è realizzata in titanio-zirconio-molibdeno (che fonde a 2.349°) mentre i secondi sono fatti di niobio e gli “isolatori” in zaffiro :open_mouth:

Ci sono anche interessanti precisazioni sul sistema di raffreddamento dei pannelli solari. Si tratta proprio di 3,7 litri di acqua deionizzata (senza additivi) che è stata pressurizzata per innalzarne il punto di ebollizione, in modo che possa rimanere liquida entro il range di temperature a cui la sonda (le parti all’ombra) sarà esposta (da 10° a 125°).


#39

Per via della conducibilità termica dell’aria molto minore di quella dell’acqua (circa 23 volte minore).


#40

Certo, anche se ai fini dell’esempio credo che sia più rilevante mettere in evidenza la differenza di densità tra i due “mezzi”.