Sonda Parker je nejblíže Slunci v historii lidstva: Jak funguje štít, který odolává tisícům stupňů Celsia?

Sonda Parker Solar Probe má za cíl přiblížit se co nejblíže ke Slunci tak, aby mohla monitorovat a analyzovat sluneční aktivitu a upozornit tak na případné erupce předtím, než způsobí na Zemi vážné škody. Navíc pomůže k pochopení souvislostí mezi počasím na Zemi a aktivitou naší hvězdy.

Aby se ale dostala tak blízko Slunci, museli vědci přijít s novými postupy a technologiemi, jak sondu ochránit před extrémními teplotami v řádu milionů stupňů Celsia. Vnitřní systémy sondy totiž musí kvůli citlivým přístrojům běžet v relativním chladu.

Jak zajistit, aby bylo uvnitř sondy pouhých 29,4 °C?

Speciální materiál, ze kterého je štít vytvořen, můžete zahřát do běla a stejně jej můžete z druhé strany pohodlně držet v ruce. Zatímco sonda obíhá kolem slunce a zaznamenává data ze svých senzorů, teplotní štít musí odolávat teplotám, se kterými žádná jiná sonda v historii nepřišla do styku.

Obrázek: Sonda Parker je nejblíže Slunci v historii lidstva: Jak funguje štít, který odolává tisícům stupňů Celsia?

Sonda Parker odstartovala ke Slunci 12. srpna 2018 a nyní se již nachází jeho povrchu blíže než planeta Merkur.

Sonda ke své ochraně využívá dvojici systémů. Jedním je specální štít vyrobený z tenkých plátů z uhlíkových vláken na každé straně, mezi nimiž se nachází 11,4 cm uhlíkové pěny. Díky pěně, která je z 97 % tvořena vzduchem, 2,4m štít dobře izoluje teplo a je lehký – váží pouze 70 kg. Druhým je vodní chlazení, kdy voda proudí z ochlazovacích radiátorů zpět k solárním panelům.

Skutečně NASA využila pro chlazení sondy vodu? Ano, je tomu tak. Deionizovaná voda je stlačená tak, aby se začala vařit až při více než 125 °C má podle vědců ideální vlastnosti. Ostatní kapaliny by pro rozmezí teplot od 10 do 125 °C nebyly podle NASA vyhovující.

Na horké straně štítu směrem ke Slunci vědci odhadují teploty kolem 1 371 °C a na odvrácené straně poté pouhých 316 °C. I to je nicméně příliš na hladký chod elektroniky a senzorů. Vědci tak museli přidat speciální bílou vrstvu, které odráží většinu světelného záření a tepla a několik dalších chladících systémů.

Po náročných testech zvítězila jako svrchní bílá vrstva tenká vrstva z oxidu hlinitého. Ta odolává vysokým teplotám. Aby nedocházelo k nežádoucí reakcí mezi oxidem a uhlíkovou vrstvou, přidali mezi ně vědci ještě tenkou vrstvu wolframu. Pro bělejší barvu pak došlo i na další přísady a nanočástice.

Štít funguje právě proto, že je až úsměvně jednoduchý,“ tvrdí NASA

Speciální druh smaltu podobný keramice na vrchní straně štítu byl vyvinut tak, aby odrážel co nejvíce světla a tepla a zároveň se vlivem vysokých teplot neroztříštil. Zajímavé je mj. použité vrstvení, které je u zvoleného porézního materiálu důležité. Jakmile dojde k prasknutí materiálu, měla by se prasklina zastavit hned u dalšího póru. Několik vrstev pak zaručuje, že v případě, že jedna vrstva propustí část slunečního záření, další jej odrazí.

Obrázek: Sonda Parker je nejblíže Slunci v historii lidstva: Jak funguje štít, který odolává tisícům stupňů Celsia?

Jak vědci udržují štít ve správné pozici vůči Slunci? Pro sondu je životně nezbytné, aby se neustále ukrývala ve stínu štítu. V praxi to znamená, že musí nepřetržitě upravovat svůj náklon ke Slunci. Vědci by na vysokou vzdálenost nestíhali se sondou komunikovat dostatečně rychle a proto zvolili systém automatický. Speciální senzory se nacházejí za štítem v místech, aby při drobném vychýlení vyslaly informace řídícímu počítači a náklon se opravil.

Sondě nevadí ani prostředí s miliony stupni Celsia

Nejbližší přiblížení ke Slunci má proběhnout na vzdálenost pouhých 6,16 milionů kilometrů. To je mnohem blíže než vzdálenost mezi Sluncem a nejbližší planetou – Merkurem. Průměrná vzdálenost Merkuru od hvězdy je 57,9 miliónů km.

Teplota v místech, kudy bude sonda prolétávat, se bude pohybovat kolem několika milionů stupňů. Hustota částic je ve sluneční koróně naštěstí pro sondu poměrně nízká, díky čemuž je minimální i množství předaného tepla. „Vše funguje podobně, jako když strčíte ruku do trouby s nahřátým vzduchem – mohou tam být i stovky stuňů, ale ruku si nespálíte,“ dodává členka týmu Parker Solar Probe z NASA.

9 Komentářů
nejstarší
nejnovější nejlépe hodnocené
Inline Feedbacks
View all comments
Garry

Masakr!

Petr

To mi připomíná suprovej film – „Sunshine“ (vesmírná loď směřuje ke slunci, schovaná za obřím tepelným štítem).

Kojot1

A na co že bude ta sonda ty erupce upozorňovat? ?

Robert

Nebude upozorňovat na již vzniklé erupce, na to by bylo trochu pozdě, upozornění ze sondy by na zem dorazilo přinejlepším v době, kdy by jsme již pociťovali následky dané erupce. Jejím úkolem je studovat chování a aktivitu hvězdy, analyzovat data a „předvídat“ a následně varovat než k samotné erupci dojde.

Kojot1

Nicméně ráno perex hovořil o tom, že sonda bude upozorňovat erupce:)

Petr P.

Vždyť neumíme ani pořádně předpovídat počasí na Zemi a to máme nepoměrně víc informací. Sonda a další podobné nesmysly zřejmě vůbec neexistují. Existují jen fiktivní projekty a hromada peněz.

Garry

Proč by měly být fiktivní? Tahle skepse je přehnaná.

Honza K

Radiový signál doletí na Zemi za cca 8 minut, ale částice z erupce, až za cca 2-10 dnů dle rychlosti.

Petr Hejna

Je to úžasný technický a vědecký experiment. Mě osobně překvapilo, jak rychle se tam ta sonda dostala. Myslel jsem si, že tam poletí rok. Ta musí mít teďka rychlost !

Obrázek: Recenze: Česká čistička vzduchu GARNI 45T OneCare obstála na výbornou
93%
Recenze: Česká čistička vzduchu GARNI 45T OneCare obstála na výbornou
Obrázek: Obří vesmírná loď Starship má za sebou další klíčový test před letem do vesmíru
Obří vesmírná loď Starship má za sebou další klíčový test před letem do vesmíru
Obrázek: Kde získat vzácné prvky na výrobu elektroniky? Z bláta
Kde získat vzácné prvky na výrobu elektroniky? Z bláta
Obrázek: 5G byl jen začátek. 6G přinese masovou robotizaci a vozidla bez řidičů všude kolem nás
5G byl jen začátek. 6G přinese masovou robotizaci a vozidla bez řidičů všude kolem nás
Obrázek: Recenze: Česká čistička vzduchu GARNI 45T OneCare obstála na výbornou
93%
Recenze: Česká čistička vzduchu GARNI 45T OneCare obstála na výbornou
Znečištěný vzduch
Čistíte si doma vzduch? Co znamená PM 2.5 a jaký mohou mít nečistoty vliv na vaše zdraví?
Obrázek: Blíží se kometa, kterou můžete vidět pouze jednou za 50 000 let. Jak ji sledovat?
Blíží se kometa, kterou můžete vidět pouze jednou za 50 000 let. Jak ji sledovat?
Obrázek: Konec složitostem. Novinka ve WhatsAppu ušetří hodiny se zálohováním
Konec složitostem. Novinka ve WhatsAppu ušetří hodiny se zálohováním