Parker Solar Probe – a 200km/s attraverso il Sole

de Paolo Broccolino

Qualche tempo fa abbiamo scritto delle Voyager, in una prima versione dell’articolo l’autore, molto disinformato, aveva scritto che le due sonde sono gli oggetti più veloci mai costruiti dall’uomo con una velocità di circa 50km/s.

Nel giro di poche ore gli RS più scassaballe esperti sono subito insorti dicendo che NO, la più veloce è la sonda solare Parker!

Risultato: l’autore si è beccato un cazziatone dal Direttore per avere riportato una notizia errata, ma almeno ha portato a casa un’interessante informazione (maledetto Google dove trovi conferma di ogni tua teoria sbagliata, vero no vax?).

Poche settimane fa l’Internet ci è esplosa in mano e ci siamo ritrovati inondati di articoli che mediamente recitavano: “Abbiamo toccato il Sole!”. Ora a noi di avere toccato il Sole ci interessa il giusto, ma diamo insieme un’occhio a questo video e poi vediamo di capire esattamente se è vero e che signifca.

Ok fico, ma che abbiamo visto?

Iniziamo dal quel numeretto in basso a sinistra con scritto “Speed”, trattasi di km/s (SECONDO), noterete che ad un certo punto arriva a 147 e, se avete un minimo di rudimenti, avrete capito che è un bell’andare, siamo nell’ordine del 530.000 km/h, il triplo delle Voyager o, se preferite usare l’unità standard di misura RS, 150 volte un SR-71. Un secondo da Milano a Bologna, 45 minuti Terra-Luna: roba che giusto il Direttore con la Giulia potrebbe fare, previo messaggio hot di Selen (a proposito, auguri per i suoi 55 anni!). Onestamente è un numero talmente grande che si fatica a rendersi conto di quanto sia pazzesco.

Prima di capire come tutto questo sia possibile, vorrei darvi qualche altra informazione su questo video assolutamente eccezionale.

Quella che vediamo è la soggettiva della Parker che transita al perielio, il punto più vicino al Sole all’interno della sua orbita fortemente ellittica. A scuola qualcuno di voi avrà imparato che le orbite sono ellittiche e il Sole occupa uno dei due fuochi, cioè i due punti la cui somma delle distanze è uguale in tutta la circonferenza.

Visto che orbite più strette comportano velocità maggiori, il perielio coincide con la velocità massima di un’orbita: nel video è chiaramente visibile che dopo questo punto la sonda viene rallentata dalla gravità del Sole che a questo punto si trova a tirare  “dietro” e non “davanti”.

Provando a distogliere lo sguardo dal contachilometri, notiamo che nella finestra principale ci sono aloni e “scintille” provenienti dalla parte sinistra dove c’è il Sole. I primi sono esattamente quello che la sonda sta cercando, tracce della corona solare, le secondo sono particelle fortemente cariche che colpiscono il sensore (questa è una mia interpretazione, non ho trovato info, ma sono confidente).

Torniamo più avanti sulla corona, quello su cui voglio invece attirare la vostra attenzione è lo sfondo perché qui forse non sarà ferro ma è certamente tanta roba: vediamo sfilare nell’ordine Venere, Marte, il centro galattico e infine Giove e la Terra che vanno in sovrapposizione tra loro. Non so voi, ma io ogni volta che vedo sta roba assurgo a quella che chiamo “consapevolezza de Marchese del Grillo”: noi non siamo un cazzo.

La Parker Solar Probe è un ferraccio che è stato lanciato nel 2018, figlio di un paio di progetti molto ambiziosi abortiti e poi realizzato in “economia” per solo 1,5 miliardi di dollari: roba che ci venivano fuori quasi un paio di B2 Spirit.

L’obiettivo della sonda è di esplorare la corona solare, la regione più periferica dell’atmosfera della nostra stella e che è facilmente visibile durante le eclissi.

-Immagine da paura della corona durante un’eclissi (ESO-NASA, più info qui)-

È uno strato che non siamo tradizionalmente abituati a considerare come Sole, perché tendiamo ad associare la nostra stella alla simpatica perfetta palla di fuoco che ci cristallizza i vetri e scolorisce le carrozzerie, ma gli scienziati sono abbastanza unanimi nel ritenere che faccia parte integrate del Sole. La superficie della nostra stella è fatta infatti di gas e la separazione tra gli strati non è esattamente millimetrica come quella che si vede nei soliti disegnetti a strati. Noi siamo abituati a considerare il Sole come perfettamente rotondo e con una data dimensione immutabile, ma questo dipende dal fatto che la stragrande maggioranza dei fotoni sono irradiati dalla fotosfera, sostanzialmente il perimetro del disco solare come lo vediamo al tramonto. Se però consideriamo che la corona é un’area mooolto più calda della superficie solare (milioni di Kelvin contro 5-6000 Kelvin), il ragionevole dubbio che questa faccia ancora parte della stella dovrebbe venirci.

Un attimo, avete detto MILIONI di gradi? Esatto, fa caldo DI BRUTTO, manco il server di RS col Numero Zero ha raggiunto quelle temperature. Il motivo per cui la temperatura è così alta in questa zona non è chiarissimo, ma sostanzialmente sembra riconducibile alla presenza delle “Onde di Alfvén” che imprigionano le particelle espulse da Sole costringendole a lunghi loop prima di rilasciarle in vento solare nel punto dove il Sole “finisce” ufficialmente.

Abbiamo quindi abbastanza elementi per rispondere alla prima domanda che sorge spontanea: se passi attraverso la corona tocchi il Sole sì o no?

Risposta: siamo passati nella sua atmosfera esterna, per l’esattezza a 13 milioni di km dalla superficie che sembrano tanti ma in termini planetari è un sputo (la terra dista in media 150 milioni di km dal sole). Trattandosi di un palla di gas, l’atmosfera è un concetto ambiguo, ma visto che le onde di Alfvén dopo un po’ scompaiono è legittimo pensare effettivamente ad un concetto di “dentro” e “fuori”. In altre parole sì, ci siamo andati proprio dentro.

-“La domanda sorge spontanea”: solo i veri boomer riscrosceranno questo personaggio-

La seconda domanda che sorge spontanea è: ma come diamine si costruisce una sonda che “attraversa il Sole”?

Risposta: si parte disegnando uno scudo termico, si lavora sullo scudo termino, si rifinisce lo scudo termico e si fa in modo che tutta la sonda stia bella rintanata dietro alla scudo termico.

Quello dalla Parker è un esagono largo circa 2,3 metri e spesso 11,5 cm in un sandwich di carbon-carbon, stesso materiale usato per i bordi dello Space Shuttle. É testato  fino a 1650°C, una temperatura superiore a quella della lava, e garantisce che dell’altra parte dello scudo la sonda resti al massimo intorno a 130°C… purché il Sole non la illumini direttamente proprio mentre ci sta orbitando vicino.

Già, perché se la sonda funziona più o meno normalmente finché le distanze sono ragionevoli, poi toglie la modalità ECO e mette quella RACE: tutte le protuberanze non necessarie rientrano, i pannelli solari sono chiusi fino a tenerne solo una piccolissima parte illuminata e viene attivato il raffreddamento dei pannelli ad acqua. In queste condizioni la sonda utilizza quattro sensori posti nella parte opposta allo scudo per intercettare anche la più piccola esposizione alla luce. Appena uno dei sensori si illumina, si attivano delle “reaction wheel”, cioè dei piccoli giroscopi cui viene tolta o data coppia per imprimere una rotazione su uno dei tre assi della sonda.

Un meccanismo intelligente che consente di utilizzare, in luogo del carburante chimico, l’inesauribile energia elettrica a bordo per orientare la sonda. Certo, esistono dei limiti di velocità dei giroscopi per cui il sistema potrebbe “saturarsi”, ma ci sono vari sistemi per smaltire la coppia in eccesso, per esempio utilizzando la coppia magnetica generata dal Sole con appositi elettromagneti.

Discorsi che fanno venire in mente Apollo XIII, quando nell’infelice traduzione italiana si parla di “Blocco delle sospensioni cardaniche”… e tutti giù a cercare per anni cosa diavolo sono. Per la cronaca nel film ci si riferiva al fatto che in condizioni limite i tre assi dei giroscopi possono sovrapporsi rendendoli inservibili.

Resta un’ultima domanda a cui rispondere: ma come diavolo è che la Parker mi viaggia così veloce?

Non dipende tanto dal vettore che l’ha messa in orbita, per inciso un vettore Delta IV della ULA, ma dalla traiettoria che è volutamente molto ellittica. Questa traiettoria è infatti studiata per consentire un passaggio molto vicino al Sole e consente allo stesso tempo lunghi periodi morti fuori dalla tempesta solare: questi sono particolarmente utili per i ritrasmettere a terra i dati (dalla magnetosfera del Sole è dura…) e dare un po’ di “sollievo termico” alla sonda.

La sonda è inserita su una traiettoria che la porterà a fare ripetuti passaggi in prossimità di Venere, il pianeta delle Venera sovietiche, che le toglierà ogni volta un po’ di velocità in modo da costringerla su orbite sempre più strette e più veloci. Nell’ultima delle 24 orbite previste, il Sole sarà talmente vicino che è prevista una velocità massima di quasi 200 km/s (SECONDO, lo ricordiamo).

-Occhio alle barrette arancioni sotto il numero dell’orbita-

A questo punto, quando alle feste l’atmosfera di riscalderà, sarete finalmente pronti per fare il battutone: “Credo sia ora di chiamare il mio amico Parker!”

E lui si presenterà con l’unico mezzo che non ha bisogno né di scudo termico né di aria condizionata.

-DAS PANDA-

E tanti saluti all’autore dell’articolo sulle Voyager.

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1 commento

Stefano 6 Aprile 2022 - 12:29

Non si vede il video iniziale….!

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