No sábado, A NASA lançou uma missão ousada de voar diretamente para a atmosfera do sol, com uma espaçonave chamada Parker Solar Probe, após o astrofísico solar Eugene Parker. O vaso incrivelmente resistente, vagamente em forma de lâmpada do tamanho de um carro pequeno, foi lançado no início da manhã da Estação da Força Aérea de Cabo Canaveral, na Flórida. Sua trajetória será direcionada diretamente para o sol, onde a sonda chegará mais perto da superfície solar do que qualquer outra espaçonave da história.

A sonda irá orbitar a coroa de bolhas, resistir a níveis sem precedentes de radiação e calor, para enviar de volta para a Terra dados sobre a atividade do sol. Os cientistas esperam que esses dados iluminem a física do comportamento estelar. Os dados também ajudarão a responder a perguntas sobre como os ventos do sol, erupções, e as chamas moldam o clima no espaço, e como essa atividade pode afetar a vida na Terra, junto com astronautas e satélites no espaço.

Vários pesquisadores do MIT estão colaborando na missão, incluindo o co-investigador principal John Belcher, a classe de 1992 Professor de Física, e John Richardson, um cientista pesquisador principal no Instituto Kavli de Astrofísica e Pesquisa Espacial do MIT. O MIT News conversou com Belcher sobre a missão histórica e suas raízes no Instituto.

P:Este deve ser um veículo extremo para suportar a radiação do sol de tão perto. Que tipo de efeitos a sonda experimentará ao orbitar o sol, e a espaçonave o ajudará a permanecer no curso?

R:A espaçonave chegará a 3,9 milhões de milhas do Sol, bem dentro da órbita de Mercúrio e mais de sete vezes mais perto do que qualquer espaçonave já esteve. Esta distância é de cerca de 8,5 raios solares, muito perto da região onde o vento solar é acelerado. Nessas distâncias, o sol será 500 vezes mais brilhante do que parece na Terra, e a radiação de partículas da atividade solar será severa.

A fim de sobreviver, a espaçonave dobra seus painéis solares nas sombras de sua sombra solar protetora, deixando apenas o suficiente dos painéis especialmente angulados na luz do sol para fornecer energia mais perto do sol. Para realizar essas investigações sem precedentes, a espaçonave e os instrumentos serão protegidos do calor do sol por um escudo composto de carbono de 4,5 polegadas de espessura, que precisará suportar temperaturas fora da espaçonave que chegam a quase 2, 500 graus Fahrenheit.

P:Quais dados a sonda irá coletar, e que percepções os cientistas esperam obter com esses dados?

R:Haverá uma variedade de instrumentos para medir partículas solares e campos próximos ao sol, incluindo um instrumento de plasma de baixa energia, um magnetômetro, e um conjunto de instrumentos de partículas energéticas. Isso ajudará a determinar a estrutura e dinâmica dos campos magnéticos nas fontes de vento solar, rastreie o fluxo de energia que aquece a corona e acelera o vento solar, e determinar quais mecanismos aceleram e transportam partículas energéticas.

A aceleração do vento solar ainda é uma questão pendente, principalmente porque toda a aceleração acabou [no tempo em que o vento viajou] 25 raios solares. A Terra fica em 215 raios solares, portanto, nunca fizemos as observações mais importantes perto do sol. Só chegando tão perto do sol é que temos a chance de responder definitivamente o que acelera o vento. A principal questão é se os processos térmicos ou os processos de aceleração de onda são os mais importantes, ou ambos.

P:Qual é o papel do MIT nesse empreendimento?

R:John Richardson e eu somos co-investigadores na Investigação de Elétrons do Vento Solar, Alfas e Prótons (SWEAP) para a missão. O investigador principal, Professor Justin Kasper da Universidade de Michigan, é graduado pelo MIT e foi treinado por Alan Lazarus, trabalhando na xícara Faraday lançada no satélite DSCOVR em 2014.

A Investigação SWEAP é o conjunto de instrumentos na espaçonave que medirá diretamente as propriedades do plasma na atmosfera solar durante esses encontros. Um componente especial do SWEAP é um pequeno instrumento que olhará ao redor do escudo térmico de proteção da espaçonave diretamente para o sol, o único instrumento na espaçonave a fazê-lo. Isso permitirá que o SWEAP varra uma amostra da atmosfera do sol, nossa estrela, pela primeira vez nessas distâncias.

Este pequeno instrumento olhando ao redor do escudo térmico é uma xícara Faraday, e é um descendente direto do primeiro instrumento a medir a existência da expansão do vento solar supersônico. Essa medição foi realizada pelo professor Herb Bridge, Dr. Al Lazarus, e o professor Bruno Rossi, [todo o MIT], no Explorer 10 em 1961.

Ao mesmo tempo, a sonda solar Faraday cup mede as propriedades do vento solar próximo ao sol em 8 raios solares, um copo irmão Faraday na Voyager (lançado em 1977) provavelmente estará medindo plasma no espaço interestelar local, totalmente fora da atmosfera solar, além de 100 unidades astronômicas, ou 20, 000 raios solares. Este instrumento Voyager 2 está no espaço há mais de 40 anos, retornando dados de forma consistente para a Terra. Assim, duas sondas que traçam sua linhagem até o Professor Herb Bridge do MIT farão medições em extremidades opostas do sistema solar, de tão perto quanto você pode chegar do sol até tão longe quanto o meio interestelar local.

Esta história foi republicada por cortesia do MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), um site popular que cobre notícias sobre pesquisas do MIT, inovação e ensino.