A INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL SE ALIOU AOS SABERES DE FÍSICA E QUÍMICA E VIABILIZOU QUE A PARKER SOLAR TOCASSE O SOL SEM DERRETER.

Em 28 de abril de 2021, após 8 passagens pelo sistema solar a mais de 350.000 mph, a Parker Solar Probe fez história ao ser o primeiro objeto feito pelo homem a cruzar oficialmente a Superfície Crítica de Alfvén, o limite oficial da atmosfera do Sol, e emergir intacto para transmitir dados de volta para a Terra. As temperaturas na camada mais externa do Sol são certamente suficientes para derreter a sonda, mas sua eletrônica interna sensível foi mantida a 85 graus Fahrenheit.

Esta missão marcou um ponto de virada para a ciência, pois os dados coletados ampliaram nossa compreensão do vento solar, o fluxo energético de partículas que emanam do Sol, que foi estudado seriamente por Eugene Newman Parker, professor emérito da Universidade de Chicago, para o qual o probe é nomeado.

Como isso é possível? Como a sonda e seus componentes eletrônicos sensíveis sobreviveram a temperaturas tão extremas? Em primeiro lugar, calor e temperatura não são a mesma coisa.a temperatura é apenas uma medida da energia cinética média das partículas, enquanto o calor é a transferência real de energia. Em outras palavras, a temperatura é um conceito inventado pelos humanos para explicar o quão quente ou frio algo é, mas o calor é um fenômeno físico e, para que algo experimente uma mudança de temperatura, a energia precisa ser transferida através do calor.

                                                             

Na coroa do Sol a história, embora possamos medir sua temperatura em milhões de graus, as partículas solares altamente energéticas não são muito densas. Isso significa que, quando a Parker Solar Probe passou, ela não interagiu com muitas partículas solares e não foi transferida muita energia, deixando sua temperatura muito abaixo da temperatura da coroa. Em outras palavras, se eu sair em um dia quente, mas a atmosfera for tão esparsa quanto a coroa do Sol, eu não sentiria o calor porque não haveria partículas suficientes para transferir a energia.

Apesar disso, a parte externa da sonda ainda atingiu temperaturas de 2.500 ° F (1.370 ° C), aproximadamente o ponto de fusão do aço, levando a NASA a desenvolver alguns métodos inteligentes para ajudar a sonda a se manter em funcionamento ativo. 

Escudo térmico reforçado de carbono-carbono e inteligência artificial. 

O carbono é incrível. Por causa de seus 4 elétrons de valência, ele tende a formar fortes ligações covalentes com outros átomos de carbono, permitindo a formação de cadeias longas e estáveis. É por isso que é a base da vida na Terra, e é por isso que a indústria espacial e muitas outras indústrias de ponta a adoram.

A NASA tem usado algo chamado carbono-carbono reforçado há anos, principalmente no cone do nariz do ônibus espacial e agora no escudo térmico da Parker Solar Probe. Essa substância é feita de minúsculos filamentos de carbono, cadeias de átomos de carbono, suspensas em uma matriz de grafite, uma forma cristalina de carbono. Este compósito exclusivo possui baixa expansão térmica, o que significa que pode manter suas propriedades em altas temperaturas; pode suportar até 700 MPa, tornando-o 5 vezes mais forte que o aço; tem baixa condutividade térmica para não transferir calor rapidamente; é um excelente escudo de radiação eletromagnética; e tem um baixo peso, com uma densidade entre 1,6-1,98 gramas por centímetro cúbico.

Por todas essas razões, o escudo térmico (também conhecido como Sistema de Proteção Térmica), com revestimento de tinta cerâmica branca, precisa ter apenas 2,4 metros de diâmetro e uma espessura de 4,5 polegadas (cerca de 115 metros). mm) é suficiente para absorver as poucas partículas energéticas que irradiam do Sol. 

A NASA também está fazendo uso de inteligência artificial avançada para orientar a Parker Solar Probe para que o escudo térmico esteja sempre protegendo a sonda. Atrás do escudo térmico estão os sensores solares. Se eles acenderem, o sistema de IA será capaz de entender a posição atual da sonda, sua posição ideal e como corrigi-la. Os engenheiros da NASA não conseguem interagir com a sonda em tempo real, pois o Sol está a cerca de 8 minutos-luz de distância.

Nem tudo está atrás do escudo térmico e está diretamente sujeito a tudo o que o Sol pode distribuir. Por exemplo, o Solar Probe Cup é o que é conhecido como Faraday Cup, então não pode se esconder porque seu trabalho é medir o fluxo de íons e elétrons no vento solar à medida que passam por um campo elétrico. Para superar o calor extremo, o próprio copo é composto de folhas de uma liga de titânio-zircônio-molibdênio, que tem um ponto de fusão superior a 4.200 graus Fahrenheit, e a grade que produz o campo elétrico é composta de tungstênio, que pode suportar temperaturas bem acima de 6.000 graus Fahrenheit. Para proteger a fiação, a NASA os fez de nióbio e depois cultivou cristais de safira para envolvê-los.

                                                          

módulo que captura partículas carregadas eletricamente..

Da mesma forma, o conjunto de instrumentos FIELDS não pode se aquecer na sombra do escudo térmico. 4 de suas 5 antenas se projetam além do escudo térmico para medir os complicados campos elétricos do Sol, enquanto a 5ª é perpendicular às outras para criar uma imagem 3D. Estes são feitos de uma liga de nióbio com um ponto de fusão bem acima do necessário para sobreviver. Para testar o copo e as antenas, os pesquisadores usaram aceleradores de partículas para imitar o fluxo de partículas que saem do Sol e projetores IMAX ajustados para aumentar sua produção e os 10.000 espelhos focados do Odeillo Solar Furnace para replicar a saída de calor do Sol.

Com missões programadas para 2025, a Parker Solar Probe deve completar 25 passagens pelo Sol. Vamos esperar que a NASA o tenha projetado bem o suficiente para sobreviver a todos eles e cumprir seu propósito de investigar os muitos mistérios do Sol.

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