Parker Güneş Sondası

Parker Güneş Sondası, NASA'nın Güneş'in dış atmosferi olan koronayı yakından incelemek için gönderdiği uzay aracıdır. Johns Hopkins Üniversitesi Uygulamalı Fizik Laboratuvarı (APL) tarafından tasarlanıp üretilen sonda, 12 Ağustos 2018'de fırlatıldı. Güneş rüzgârının varlığını 1950'lerde öngören astrofizikçi Eugene Parker'ın adını taşıyor ve NASA'nın yaşayan bir kişinin adını verdiği ilk uzay aracı oldu. 24 Aralık 2024'te Güneş yüzeyine 6,16 milyon kilometre yaklaştı ve saniyede yaklaşık 191 kilometre hızla insan yapımı en hızlı cisim unvanını aldı. Ana görev 2025'te tamamlandı; 2026'da onaylanan uzatılmış görevle sonda 2029'a kadar çalışmayı sürdürecek.

Görevin amacı

Güneş'in yüzeyi yaklaşık 5.500 derece iken dış atmosferi korona milyonlarca dereceye ulaşıyor. Bu çelişki, gökbilimin en eski sorularından biri. Parker'ın temel amaçları şunlar:

• Koronayı ısıtan ve güneş rüzgârını hızlandıran enerjinin nereden geldiğini bulmak.
• Güneş rüzgârının kaynağındaki manyetik alan ve plazma yapısını ölçmek.
• Yüksek enerjili parçacıkların nasıl hızlandırılıp uzaya taşındığını anlamak.

Bu sorular yalnızca bilimsel merak konusu değil; Güneş fırtınaları Dünya'daki uyduları, elektrik şebekelerini ve haberleşmeyi etkileyebiliyor. Uzay havasını öngörebilmek için bu süreçlerin kaynağında ölçülmesi gerekiyor.

Fikir yıllarca maliyet engeline takıldı. Önceki tasarımlar Jüpiter'den kütleçekim yardımı alıp radyoizotop jeneratörle çalışan uzun ve pahalı bir görev öngörüyordu. 2010'ların başında, Venüs geçişleri ve güneş panelleri kullanan daha ekonomik "Solar Probe Plus" tasarımına geçildi; araç 2017'de Parker adını aldı.

Uzay aracı ve araçları

Sondanın fırlatma kütlesi yaklaşık 685 kilogram. En kritik parçası, Güneş'e bakan yüzündeki altıgen ısı kalkanı. Yaklaşık 2,3 metre çapındaki ve 11,4 santimetre kalınlığındaki kalkan, karbon köpük çekirdeğin iki yanına yerleştirilmiş güçlendirilmiş karbon-karbon kompozit panellerden oluşuyor. Dış yüzeyi yaklaşık 1.370 dereceye dayanırken arkasındaki aletleri oda sıcaklığına yakın tutuyor; ağırlığı ise yalnızca 73 kilogram.

Dünya ile iletişim her yönde yaklaşık sekiz dakika sürdüğünden sonda kendini korumak için tamamen otonom çalışıyor. Kalkanın kenarından sızan ilk güneş ışığını algılayan sensörler, aracı saniyeler içinde yeniden gölgeye döndürüyor. Güneş'e en yakın noktalarda, sıvı soğutmalı küçük bir güneş paneli güç sağlıyor.

Dört ana bilim aleti bulunuyor:

• FIELDS: elektrik ve manyetik alanları ölçüyor; antenlerinin bir kısmı kalkanın dışında doğrudan güneş ışığına maruz kalıyor.
• ISOIS: yüksek enerjili elektron, proton ve iyonları ölçüyor.
• WISPR: koronanın ve güneş rüzgârının görüntüsünü alan kamera.
• SWEAP: güneş rüzgârındaki parçacıkları sayıp hız ve sıcaklıklarını ölçüyor.

Yolculuk ve önemli anlar

• 12 Ağustos 2018: Cape Canaveral'dan Delta IV Heavy roketiyle fırlatıldı.
• 29 Ekim 2018: 1976'dan beri Helios 2'de olan Güneş'e en çok yaklaşan araç rekorunu kırdı.
• 28 Nisan 2021: Güneş'in Alfvén yüzeyini geçti; NASA bunu "Güneş'e dokunmak" olarak tanımladı.
• 27 Eylül 2023: Güneş yüzeyine yaklaşık 7,26 milyon kilometre yaklaştı.
• 6 Kasım 2024: Yedinci ve son Venüs kütleçekim yardımını aldı.
• 24 Aralık 2024: Güneş yüzeyine 6,16 milyon kilometreyle en yakın geçişini yaptı; 26 Aralık'ta sağlam olduğunu bildiren sinyal alındı.
• 2026: Uzatılmış görev 2029'a kadar onaylandı.

Sonda yaklaşık yedi yıl içinde yedi Venüs geçişi yaparak eliptik yörüngesini adım adım küçülttü ve toplam 24 Güneş turu planlandı. Güneş'e yakın kalınan süreleri kısa tutan bu yörünge, radyasyon hasarı riskini de azaltıyor. İlk Venüs geçişi fırlatmadan yalnızca 52 gün sonra yapıldı. En yakın noktada kalkanın önündeki güneş ışınımı, Dünya yörüngesindekinin yaklaşık 475 katına çıkıyor.

Bilimsel sonuçlar

Parker, ilk geçişlerinden itibaren güneş rüzgârının taşıdığı manyetik alanın yönünü aniden tersine çeviren "geri dönüşler" (switchback) olayını yoğun biçimde gözledi. Bu yapıların koronanın ısınmasında rol oynadığı düşünülüyor ve Alfvén dalgalarının ısınma mekanizması için güçlü bir aday olduğu görüşünü destekliyor.

Sonda, Güneş'in çevresinde, radyasyonun toz taneciklerini buharlaştırdığı yaklaşık 5,6 milyon kilometre yarıçaplı tozsuz bir bölge bulunduğuna dair kanıtlar buldu. 2021'de Alfvén yüzeyini geçerek koronanın içine giren ilk araç oldu. 2024'te bir koronal kütle atımı sırasında uzun zamandır öngörülen Kelvin-Helmholtz kararsızlığını ilk kez saptadı. WISPR görüntülerinde ise 2022'den bu yana yirmi kadar Güneş'e yaklaşan kuyruklu yıldız keşfedildi.

Bilmeye değer

• Eylül 2023'teki bir geçişte sondanın hızı, New York'tan Tokyo'ya bir dakikadan biraz fazla sürede gidebilecek kadar yüksekti.
• 1958'de ABD Ulusal Bilimler Akademisi raporunda Merkür'ün yörüngesinin içine bir sonda gönderilmesi önerilmişti; fikrin gerçekleşmesi 60 yıl aldı.
• Yakıt bittiğinde sondanın aletleri Güneş'e çevrilip yanacak, ancak ısı kalkanının milyonlarca yıl Güneş'in çevresinde dolanmaya devam edeceği tahmin ediliyor.
• Görev ekibi, 2024 başarıları nedeniyle havacılığın en prestijli ödüllerinden Collier Kupası'nı aldı.
• Kalkanın beyaz alümina dış katmanı, Güneş ışığının emilmesini en aza indiriyor.