المترجم : أبو طه/ عدنان أحمد الحاجي

في هذا الصيف، سيطلق مسبار سولار باركر  (باركر سولار بروب Parker Solar Probe )  التابع لناسا NASA في بعثة فضائية للاقتراب من الشمس، وسينتقل الى أن يكون أكثر عمقاً في الغلاف الجوي الشمسي من أي بعثة فضائية قبله. لو كانت الأرض في أحد طرفي مقياس الياردة ( من خارج النص : مقياس طولي يقاس به المسافات - طول الياردة = 0.9ميتر ) والشمس في الطرف  الآخر، فإن مسبار باركر سولار سوف يكون في غضون مسافة تبلغ  أربع بوصات من سطح الشمس.
داخل هذا الجزء من الغلاف الجوي الشمسي، وهي منطقة تعرف باسم الإكليل ( التاج - كارونا corona) ، سيوفر مسبار باركر سولار رصداً غير مسبوق لما يحرك مجموعة واسعة من الجسيمات والطاقة والحرارة لتتدفق بلا عوائق عبر المجال - مما يدفع بالجسيمات إلى داخل النظام الشمسي وبعيداً عن كوكب نبتون.
داخل الهالة (الكاروتا)، حار بشكل لا يمكن تصوره. ستجتاز المركبة الفضائية مواد تزيد درجة حرارتها عن مليون درجة فهرنهايت في حين تضربه أشعة الشمس الشديدة.

لذا، لماذا لا تذوب؟
تم تصميم مسبار سولار باركر ليتحمل الظروف القاسية وتقلبات درجة الحرارة للبعثة الفضائية. الشيء الرئيسي في ذلك يكمن في درعه الحراري المخصص ونظام تلقائي يساعد على حماية البعثة من انبعاث الضوء الشديد من الشمس، ولكنه يسمح للمادة الإكليلية (التاجية - كارونا) "بلمس" المركبة الفضائية.

العلم الذي وراءه لماذا لن يذوب
الشيء الرئيسي لمعرفة ما يحفظ سلامة المركبة الفضائية وأجهزتها، هو معرفة مفهوم الطاقة الحرارية مقابل درجة الحرارة. وبشكل مخالف للحدس، درجات حرارة مرتفعة لا تعني دائمًا تسخين جسم آخر.
في الفضاء، يمكن أن تكون درجة الحرارة آلاف الدرجات دون امداد جسم معين بحرارة كبيرة أو الإحساس بالحرارة. لماذا؟ تقيس درجة الحرارة مدى سرعة حركة الجزيئات، بينما تقيس الطاقة الحرارية المقدار الكلي للطاقة التي تنقلها هذه الجزيئات. قد تتحرك الجسيمات بسرعة (درجة حرارة عالية)، ولكن إذا كان هناك عدد قليل منها، فلن تنقل الكثير من الطاقة (طاقة حرارية منخفضة). بما أن الفضاء فارغ في الغالب، هناك عدد قليل جداً من الجسيمات التي يمكنها نقل الطاقة إلى المركبة الفضائية.
على سبيل المثال، فإن الإكليل (التاج - الكرونا) الذي يمر من خلاله  مسبار سولار باركر  له درجة حرارة عالية للغاية ولكنه منخفض الكثافة. خذ في الاعتبار الفرق بين وضع يدك في فرن حار مقابل وضعها في وعاء من الماء مغلي (احذر أن تجرب هذا في المنزل!) - في الفرن، يمكن أن تتحمل يدك درجات حرارة أعلى ولفترة أطول مما لو كانت في الماء حيث عليها في الماء أن تتفاعل مع عديد من الجسيمات . وبالمثل، بالمقارنة مع السطح المرئي للشمس، تكون الهالة أقل كثافة، وبالتالي فإن المركبة الفضائية تتفاعل مع عدد أقل من الجسيمات الحارة ولا تتعرض للكثير من الطاقة الحرارية.
وهذا يعني أنه في الوقت الذي ينتقل فيه مسبار سولار باركر في الفضاء الذي تبلغ درجات الحرارة فيه عدة ملايين من الدرجات المئوية، فإن سطح الدرع الحراري الذي يواجه الشمس لن يسخن إلا إلى حوالي ٣٥٠٠ درجة فهرنهايت (حوالي ١٤٠٠ درجة مئوية).

الدرع الذي يحميه
بطبيعة الحال، فإن آلاف الدرجات الفرهانهايتية لا تزال حارة بشكل خيالي. (للمقارنة، يمكن أن تتراوح الحمم البركانية من ثوران بركان ما بين ١٣٠٠ و ٢٢٠٠ درجة فهرنهايت (٧٠٠ و ١٢٠٠ درجة مئوية) ولتحمل هذه الحرارة، يستخدم مسبار سولار باركر درعًا حراريًا معروفًا باسم نظام الحماية الحرارية، أو TPS، وهو بقطر  ٨ أقدام (2.4 متر)  وبسمك  4.5 بوصة (حوالي 115 ملم)، تلك البوصات القليلة من الحماية تعني أنه على الجانب الآخر من الدرع، سيجثم جسم المركبة الفضائية بشكل مريح على سطح حرارته تبلغ  ٨٥ درجة فهرنهايت (٣٠ درجة مئوية).
صُمم ال  TPS من قبل مختبر جون هوبكينز للفيزياء التطبيقية Johns Hopkins Applied Physics ، وبني  في شركة كاربون ادفانسد تكنلوجي  Carbon-Carbon Advanced Technologies، وذلك باستخدام رغوة  كربونية مركبة ومحصورة بين طبقتين من الكربون. هذه المادة العازلة الخفيفة الوزن ستطلى بمادة سيراميكية خفيفة بيضاء على اللوحة المقابلة للشمس، لتعكس أكبر قدر ممكن من الطاقة الحرارية. تم اختبار ال TPS لتتحمل ما يصل إلى ٣٠٠٠ درجة فهرنهايتية (١٦٥٠درجة مئوية)، ويمكنها التعامل مع أي طاقةٌ حرارية يمكن للشمس أن ترسلها، مما يجعل جميع الأجهزة آمنة تقريباً.

إطلاق المسبار نحو الشمس
بعد إطلاقه، سيستشعر مسبار سولار باركر موقع الشمس، وسيحاذي درع الحماية الحرارية لمواجهتها ويواصل رحلته للأشهر الثلاثة القادمة، متحملاً حرارة الشمس حامياً نفسه من الفضاء البارد.
على مدى سبع سنوات من مدة المهمة المخطط لها، ستقوم  المركبة الفضائية ب ٢٤ دورة  حول  الشمس. في كل دورة ستكون  المركبة قريبة من الشمس، ستقوم بأخذ عينة من الرياح الشمسية  ودراسة تاج (كارونا) الشمس، وتقديم رصد  قريب بشكل غير مسبوق من  الشمس - ومتسلحة  بمجموعة كبيرة من التقنيات المبتكرة.

المصدر :
https://www.nasa.gov/feature/goddard/2018/traveling-to-the-sun-why-won-t-parker-solar-probe-melt/