NASA-sonde gaat op weg: voor het eerst een thermometer in de zon

• Ivo Landman

  redacteur Online

Het mag hier deze zomer tropisch heet zijn, maar dat is niets vergeleken met de temperaturen waar een nieuwe sonde van NASA mee te maken gaat krijgen. De Parker Solar Probe gaat volgens plan zaterdagochtend op weg voor een zeven jaar durende missie waarbij de verkenner de zon en paar keer gaat 'aantikken'. Een beetje zoals in de bloedstollende film Sunshine uit 2007, maar dan (gelukkig maar) zonder bemanning aan boord.

De lancering van de Parker Solar Probe vanaf Cape Canaveral Air Force Station in Florida is zaterdagochtend gepland om 09.48 uur Nederlandse tijd, en is te volgen via NASA TV.

Wetenschappers bestuderen de zon al jaren vanuit de ruimte, maar wel altijd van heel ver weg. De Parker Solar Probe moet dichterbij komen dan ooit. "Het is alsof je voor het eerst een thermometer in de zon steekt", legt zonnefysicus Rob Rutten uit. "En niet alleen een thermometer, ook een magnetisch veld-meter en een deeltjesdetector. Dat zijn misschien wel de belangrijkste instrumenten aan boord. Ter plekke gaan ze de deeltjes en magnetische velden echt meten. Naar die getallen moeten we nu nog raden."

De sonde zal, na een ingewikkelde route via Venus, op 5 november voor het eerst met een enorme snelheid langs de zon vliegen: de komende jaren volgen nog 23 scheervluchten die hem steeds dichterbij de gloeiende gasbol zullen brengen.

Het ruimteschip zal niet alleen dichterbij de zon komen dan ooit, maar ook nog een ander record breken: tegen het einde van zijn missie bereikt de sonde een snelheid van bijna 700.000 kilometer per uur. Dat is van New York naar Tokio in één minuut. Geen enkel ander door mensen gemaakt object ging ooit zo hard.

In 2025 zal de Parker Solar Probe het oppervlak van de zon tot op zo'n zes miljoen kilometer naderen, dichtbij genoeg om dwars door de onvoorstelbaar hete 'atmosfeer' te vliegen, de corona. Die wolk van atoomkernen en elektronen om de zon is vanaf de aarde te zien tijdens een volledige zonsverduistering.

De temperatuur in de corona kan oplopen tot meer dan 2 miljoen graden Celsius, soms zelfs tot boven de 5 miljoen graden. Juist die waanzinnige hitte is een verschijnsel dat de sonde gaat onderzoeken. want vreemd genoeg is het oppervlak van de zon een stuk minder heet dan de corona - terwijl die toch verder van de superhete kern van de zon af staat. Alsof je wegloopt van een kampvuur en het plotseling toch weer veel warmer wordt.

Rutten: "De hamvraag is: hoe komt de corona zo heet? We weten wel ongeveer hoe dat gaat. We weten dat het met magnetisme te maken heeft. De hoeveelheid magnetisme van de zon wisselt enorm. Hoe dat komt weten we niet. Een andere vraag is of daardoor ook het klimaat op aarde wordt beïnvloed. Hele interessante vragen die allemaal te maken hebben met hoe het magnetisme door het oppervlak van de zon heen prikt."

Met de metingen van de NASA-sonde hopen onderzoekers ook inzicht te krijgen in het ontstaan van de zonnewind, deeltjes die met supersonische snelheden van de zon wegvliegen en op aarde voor het poollicht zorgen.

"In feite weten we wel hoe dat werkt, maar ze willen het tot in de finesses uitzoeken", vult astronoom Kees de Jager aan. Hij wijdt zich sinds 1944 aan het onderzoek naar de zon en andere sterren en met zijn 97 jaar volgt hij de ontwikkelingen in zijn vakgebied nog steeds op de voet.

De Jager hoopt dat de Parker Solar Probe gegevens kan verzamelen over de polen van de zon, want daar worden soms opvallende heldere structuren waargenomen. "Wat wij van de zon krijgen, de zonnewind, die komt voor het grootste deel van de equatoriale gebieden van de zon. Maar in het polaire gebied heb je ook hele actieve elementen met een hoge temperatuur. Hoe komen die daar? Die heldere polaire punten zijn nog niet goed onderzocht."

De sonde krijgt een high-tech hitteschild van versterkt koolstof mee. Dat is genoeg om de helse temperaturen te weerstaan. "Het gas in de corona dat twee miljoen graden is, is ook ontzettend ijl, dus dat kan het koelsysteem wel aan", zegt Rutten. Veel groter is de impact van de zonnestralen die bij ons voor het daglicht zorgen. "Als je hier op aarde op het strand gaat liggen geeft dat dezelfde energie als een straalkacheltje. Maar zo dichtbij de zon is dat 600 keer zoveel. Als je daar een camera in stuurt, smelt hij gewoon. Daarom zit er voor die instrumenten een heel dik schild."

In dit NASA-filmpje wordt in 3 minuten uitgelegd waarom de sonde niet zal smelten:

De instrumenten worden niet warmer dan zo'n 30 graden. "Ze zitten achter dat hitteschild en kunnen dus per definitie niet naar de zon zelf kijken. Alleen de andere kant op. De sonde maakt tijdens de scheervluchten dus wel foto's, maar alleen van de corona en de zonnewind naar buiten."

Astronoom De Jager hoopt vooral op een verrassing van de Parker Solar Probe. "Ik hoop dat hij hele nieuwe ontdekkingen doet. Bijvoorbeeld dat er een zonnevlam optreedt als hij vlak bij de zon is. Dat zou interessant zijn, als hij van korte afstand daarover gedetailleerde gegevens zou kunnen krijgen. Een toevallig cadeautje."