ความร้อนจากแสงอาทิตย์ไม่ได้เป็นเพียงภัยคุกคามต่อ Parker Solar Probe บริเวณรอบดวงอาทิตย์ยังคาดว่าจะเต็มไปด้วยฝุ่น หลงเหลือจากการก่อตัวของดาวเคราะห์ นักวิทยาศาสตร์ไม่ทราบแน่ชัดว่าจะมีฝุ่นมากน้อยเพียงใด แต่มีแนวโน้มว่าจะเคลื่อนที่ได้เร็วเกือบเท่ากับยานอวกาศ ประมาณ 170 กิโลเมตรต่อวินาที
เป็นเรื่องที่น่ากังวลอย่างมากสำหรับกล้องโทรทรรศน์แฝดของ Parker ซึ่งเรียกกันว่า Wide-field Imager for Solar Probe หรือ WISPR กล้องโทรทรรศน์ตัวใดตัวหนึ่งจะหันไปทางทิศที่ Parker กำลังเดินทาง ดังนั้นมันจะมุ่งตรงไปยังพายุฝุ่น “มันป้องกันไม่ได้” นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ รัสเซลล์ ฮาวเวิร์ด จากห้องปฏิบัติการวิจัยกองทัพเรือสหรัฐฯ ในกรุงวอชิงตัน ดี.ซี. กล่าว
ฝุ่นละอองที่กระทบเลนส์ของกล้องโทรทรรศน์ทำให้เกิดหลุมอุกกาบาตขนาดเล็ก
ควรใส่เลนส์เพียง 0.6 เปอร์เซ็นต์เมื่อสิ้นสุดภารกิจเจ็ดปีของ Parker ตามแบบจำลองคอมพิวเตอร์ของฝุ่นในระบบสุริยะชั้นใน แต่แม้บางหลุมก็สามารถบิดเบือนข้อมูลได้ ดังนั้นทีมจึงต้องการลดความเสียหายให้เหลือน้อยที่สุดด้วยการเลือกกระจกที่เหมาะสม
ฮาวเวิร์ดและเพื่อนร่วมงานทดสอบวัสดุที่เป็นไปได้สามชนิดสำหรับเลนส์ในอุโมงค์เร่งความเร็วฝุ่นที่สถาบัน Max Planck สำหรับฟิสิกส์นิวเคลียร์ในไฮเดลเบิร์ก ประเทศเยอรมนี อุโมงค์เร่งอนุภาคเหล็กที่มีประจุซึ่งมีความกว้างตั้งแต่ครึ่งไมโครเมตรถึง 3 ไมโครเมตร ไปจนถึงความเร็วระหว่างครึ่งกิโลเมตรต่อวินาทีถึง 8 กิโลเมตรต่อวินาที ซึ่งเร็วพอที่นักวิทยาศาสตร์จะคาดการณ์ได้ถึงความเร็วของฝุ่นที่ Parker อาจประสบ
แซฟไฟร์สามารถต้านทานการกั้นน้ำได้ดีที่สุด แต่ก็ไม่มีความชัดเจนว่าจะมีการทำงานอย่างไรเมื่อเป็นเลนส์ ทีมงานยังปฏิเสธแก้ว BK7 ที่เคลือบด้วยเพชร ซึ่งมักใช้สำหรับกล้องโทรทรรศน์อวกาศ หลังจากที่เคลือบแยกออกจากกระจกและทิ้งวงแหวนพิเศษไว้รอบๆ จุดกระทบ BK7 แบบธรรมดาที่ไม่เคลือบเป็นผู้ชนะ
อะไรนะ Parker Solar Probe จะใช้เครื่องมือทางวิทยาศาสตร์สี่ชุดพร้อมทั้งมาตรการป้องกันตนเองที่เป็นนวัตกรรมใหม่ในการสำรวจสภาพแวดล้อมใกล้กับดวงอาทิตย์ ทัวร์ชมเทคโนโลยีของยานอวกาศ
อุณหภูมิแกว่งไกว
ยานอวกาศส่วนใหญ่ไม่ต้องกังวลกับฝุ่นหรือความร้อนจัดของดวงอาทิตย์ นอกจาก SWEAP และ FIELDS แล้ว เกือบทุกอย่างซ่อนอยู่หลังแผงกันความร้อนที่สำคัญทั้งหมด
แผงป้องกันความร้อนกว้าง 2.5 เมตรนั้นทำมาจากโฟมคาร์บอนที่ประกบระหว่างแผ่นคาร์บอนสองแผ่น มีความหนาเพียง 11.5 ซม. และเคลือบด้านที่หันไปทางแสงแดดด้วยเซรามิกสีขาวเพื่อสะท้อนแสงอาทิตย์ให้ได้มากที่สุด ถึงอย่างนั้น ด้านนั้นก็อาจร้อนถึง 1370 องศาเซลเซียส แต่ด้านหลังยานอวกาศส่วนใหญ่จะเย็นจัดที่อุณหภูมิเฉลี่ยเพียง 30° C (ประมาณ 85 องศาฟาเรนไฮต์)
“เราซ่อนตัวอยู่ในเงามืด” Eric Christian นักฟิสิกส์ด้านสุริยะแห่งศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดของ NASA ในเมือง Greenbelt รัฐแมริแลนด์ กล่าว เขาเป็นรองผู้ตรวจสอบหลักของการทดลองวิทยาศาสตร์แบบบูรณาการของการทดลองดวงอาทิตย์ ซึ่งจะวัดอนุภาคสุริยะในช่วงกว้างของพลังงาน . ทีมของเขาสามารถสร้างด้วยวัสดุธรรมดาและข้ามการทดสอบความร้อนอย่างเข้มงวด “พวกเราคือผู้โชคดี”
แต่ปาร์คเกอร์ไม่ได้อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์เสมอไป วงโคจรของยานอวกาศจะพามันไปไกลจากดวงอาทิตย์เท่าดาวศุกร์ ซึ่งมีอุณหภูมิประมาณ –270° C ในระยะทางนั้น ยานอวกาศที่จะสัมผัสดวงอาทิตย์ต้องการเครื่องทำความร้อนบนเครื่องบินเพื่อให้อุณหภูมิอยู่ที่ 20° C ดังนั้น Parker จึงต้องเป็น ผ่านการทดสอบการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่หนาวเย็นและรุนแรงเช่นกัน
“เราไม่ได้แค่กังวลเรื่องวัฏจักรร้อน แต่เรากังวลเรื่องร้อนแล้วเย็นแล้วร้อนและเย็น” คองดอนกล่าว
ในเดือนมกราคม 2018 ยานอวกาศทั้งหมดถูกหย่อนลงในห้องสูญญากาศความร้อนที่ NASA Goddard เป็นเวลาสองเดือนของการทดสอบ ห้องซึ่งมีรูปทรงกระบอกสูง 12 เมตรและกว้าง 8 เมตร ถูกทำให้เย็นลงที่ –190 ° C หม้อน้ำที่เรืองแสงที่ประมาณ 315 ° C แสดงถึงความร้อนที่มาจากด้านหลังของแผงกันความร้อน — แต่ความร้อนส่วนใหญ่นั้นไม่เคยไปถึง เครื่องมือทางวิทยาศาสตร์เนื่องจากโครงไททาเนียมยึดแผงป้องกันความร้อนในระยะที่ปลอดภัยจากตัวหลักของยานอวกาศ ทีมขี่จักรยานผ่านร้อนและเย็นหลายครั้งเพื่อจำลองสิ่งที่ปาร์กเกอร์จะได้สัมผัส
ความท้าทายอีกประการหนึ่งคือการทำให้แผงโซลาร์เซลล์ของโพรบเย็นลง “แน่นอนว่า คุณคิดว่าคุณกำลังจะไปอาบแดด พลังงานแสงอาทิตย์เหมาะสมที่สุด” คองดอนกล่าว “แต่แผงโซลาร์เซลล์ไม่ชอบอากาศร้อน” ดังนั้นแผงจึงถูกเกลียวด้วยเส้นเลือดที่พาน้ำเพื่อทำให้เย็นลง น้ำดูดซับความร้อนจากแผงและนำไปยังหม้อน้ำที่ปล่อยความร้อนออกสู่อวกาศ
