Update, 11. August 2018, 8:00 Uhr: Die NASA hat den Start der Parker Solar Probe auf den Sonntagmorgen, den 12. August, verschoben. Das neue Startfenster beginnt um 03:31 Uhr EDT. Der Start der Sonde war ursprünglich für Samstag vor Sonnenaufgang geplant, doch aufgrund eines Fehlers, der eine Heliumdruckanomalie mit der Delta IV Heavy-Rakete des Raumschiffs zur Folge hatte, wurde der Versuch einige Minuten vor dem geplanten Start abgewischt. Spätestens am 23. August 2018 kann die Sonde ihre Reise antreten, da sie auf Vorbeiflüge der Venus angewiesen ist, um die Sonne zu erreichen. Andernfalls wird die Sonde im nächsten Mai gestartet.
Die am 11. August startende Parker-Sonnensonde wird der erste Kontakt der Menschheit mit unserem nächsten Stern sein.
Frühere Raumfahrzeuge haben die Sonne von weitem bewundert, da die sengenden Temperaturen des Sterns eine eingehende Untersuchung seiner Oberfläche verhindert haben. Ausgestattet mit einem hochmodernen Wärmeschutzsystem - einschließlich der möglicherweise weltweit technologisch fortschrittlichsten Sonnenblende - soll die Parker Solar Probe Geschichte schreiben.
Die siebenjährige Mission der Sonde hat mehrere Ziele. Erstens sammelt die Sonde mehr Informationen über Sonnenwinde - Plasmaströme und Partikel, die von der Sonnenoberfläche emittiert werden. Diese Winde beschleunigen sich auf Geschwindigkeiten von ungefähr 250 Meilen pro Sekunde, wenn sie von ihrem Stern abgeworfen werden. Einmal im Weltraum, reisen sie Hunderte von Millionen von Meilen und spucken in einem konstanten Strom an der Erde vorbei. Der einzige Grund, warum wir das Buffen nicht spüren, ist das Erdmagnetfeld, das die Winde wie ein Felsbrocken in einem fließenden Fluss ablenkt. Doch wie sich die Winde letztendlich von der Anziehungskraft der Sonne lösen, bleibt rätselhaft.
Diese spezielle Fragestellung trifft auf langjährige Bewunderer unseres nächsten Stars zu. Sonnenwinde wurden zum ersten Mal in den späten 1950er Jahren vom Namensgeber der Sonde, dem Physiker Eugene Parker, beschrieben. Jetzt, im Alter von 91 Jahren, kann Parker die Antworten auf seine über 60-jährigen wissenschaftlichen Nachforschungen noch hören.
Zweitens wird die Sonde als erste die Sonnenkorona kontaktieren - die chaotische, wirbelnde Außenatmosphäre, die während einer Sonnenfinsternis mit bloßem Auge sichtbar ist. Aus irgendeinem Grund ist die Korona ein Heiligenschein, der heißer ist als der Kopf, den sie umgibt, und glüht bei Temperaturen von bis zu 2 Millionen Grad Fahrenheit - ein paar Größenordnungen über der (häufig flüchtigen) Oberflächentemperatur der Sonne von etwa 10.000 Grad Fahrenheit (was zu sein ist) fair, ist noch kein Spaziergang im Park). Es ist so eingängig wie es sich anhört - als würde man die Hand von einer flackernden Kerze wegreißen, nur um ein noch brennenderes Brennen zu spüren.
Drittens untersucht die Sonde die Beschleunigung energiereicher Partikel von der Sonnenoberfläche weg. Die schnellsten dieser Partikel hinterlassen Sonnenwinde im Staub, die mit einer Geschwindigkeit von über 100.000 Meilen pro Sekunde vorbeiströmen (was manchmal die Lichtgeschwindigkeit beeinträchtigt). Tatsächlich sind diese Partikel häufig mit Ereignissen wie Sonneneruptionen (blendend helle Energiepunkte, die von der Sonnenoberfläche explodieren) oder koronalen Massenauswürfen (feurige Plasmastöße, die von der Sonne ausgehen) verbunden, die beide Satelliten beschädigen und sogar verursachen können Stromausfälle auf der Erde. Die Wissenschaftler hoffen, dass die Unternehmungen der Sonde Aufschluss darüber geben werden, wie die flüchtige Korona es schafft, sowohl Sonnenwinde als auch diese energiereichen Partikel in den Weltraum zu befördern.
„Wir haben 60 Jahre auf diese Mission gewartet“, sagt Nicola Fox, Projektwissenschaftlerin von Parker Solar Probe. „Es ist die Beantwortung von Fragen, die Wissenschaftler geplagt haben, seit wir festgestellt haben, dass die Korona überhitzt ist. Es ist eine wahre Entdeckungsreise. “
Der Fotograf Michael Soluri hatte die exklusive Gelegenheit, die Wissenschaftler hinter den Kulissen in Aktion zu sehen. „Ich suche die visuellen Aspekte auf einzigartige Weise, um das Klischee zu überwinden, was ein Wissenschaftler sein sollte“, sagt er. „Leute, Fächerforscher. Ich möchte diese Barriere durchbrechen. “(© michael soluri / michaelsoluri.com) 
Von links nach rechts: der Techniker Tony Ahan, die Maschinenbauingenieure Kelles Gordge und Daniel Eby, die leitende Hitzeschildingenieurin Betsy Congdon und der Systemsicherheitsingenieur Chip Delmar. (© michael soluri / michaelsoluri.com) 
Einer der Versandbehälter der Sonde. Der Hitzeschild ist tatsächlich entflammbar - aber nur in Gegenwart von Sauerstoff, der in der Sonnenkorona knapp ist. Hier auf der Erde müssen jedoch Vorkehrungen getroffen werden. (© michael soluri / michaelsoluri.com) 
"Ich wollte die Menschheit hinter der Weltraumforschung sehen", sagt Soluri. „Ihr Sinn für Präzision ist außergewöhnlich. Es zeigt, dass es sich um ein Handwerk handelt, und es ist keine Routine. “(© michael soluri / michaelsoluri.com) 
Der Maschinenbauingenieur Jim Hucheson besitzt einen Sensorkeil aus dem EPI-Lo-Gerät (Energetic Particle Instrument-Low Energy) von Parker Solar Probe, mit dem energiearme Partikel gemessen werden, die von der Sonne in Bezug auf Sonnenwinde ausgestrahlt werden. Soluri fügt hinzu: "Diese Leute leisten außergewöhnliche Arbeit mit außergewöhnlichen Materialien und arbeiten als Team, um das Universum zu erkunden." (© michael soluri / michaelsoluri.com) 
Die Hochleistungsantenne von Parker Solar Probe ist mit einem Radom abgedeckt, um sie vor Verschmutzung und / oder Beschädigung während der Bodenbearbeitung zu schützen. (© michael soluri / michaelsoluri.com) 
Die Wissenschaftler, die hinter der Konstruktion der Sonde stecken, bezeichnen sie liebevoll als "Acht-Fuß-Frisbee". Mit einer Dicke von 4, 5 Zoll und einem Gewicht von 160 Pfund wäre die Parker Solar-Sonde selbst für die erfahrensten Frisbee-Spieler ein schwerer Schlag. (© michael soluri / michaelsoluri.com) 
Annette Dolbow, eine ehemalige Grundschullehrerin, war mitten in ihrer Karriere von Elektronik begeistert - und entschied sich für einen Kurswechsel. In den letzten 21 Jahren war sie am Bau von 13 NASA-Satelliten beteiligt - aber Parker Solar Probe ist ihre erste als Integrations- und Testleiterin. "Es ist eine der schwierigsten Missionen, an denen ich je teilgenommen habe", sagt Dolbow. "Aber es ist definitiv ein großer Höhepunkt meiner Karriere." (© michael soluri / michaelsoluri.com) 
Congdon, leitender Ingenieur des Hitzeschilds von Parker Solar Probe, half bei der Entwicklung des 160 Pfund schweren, 4, 5 Zoll dicken Carbon-Verbundwerkstoffs, der die Instrumente der Sonde vor der sengenden Sonnenhitze schützt. Fügt Soluri hinzu: "Ein Teil meiner Reise besteht darin, die Menschen, die die Wissenschaft betreiben, zu humanisieren und sie als Menschen in einer einzigartigen Welt zu enthüllen." (© michael soluri / michaelsoluri.com) Obwohl die Sonde die 93-Millionen-Meilen-Lücke zwischen Erde und Sonne schließen muss, ist ihre Flugbahn nicht gerade direkt. Von der Erde gestartete Raumschiffe starten mit demselben Vorwärtsimpuls wie der Planet selbst, sodass die Sonde nicht direkt in das Inferno fliegen kann. Stattdessen verbringt die Sonde die nächsten sieben Jahre in einem langsamen Walzer, der Ellipsen um die Sonne herum zusammenzieht und mit jedem Jahr die Lücke zwischen sich und seinem feurigen Tanzpartner verkleinert. Um auf Kurs zu bleiben, wird Parker Solar Probe gelegentlich an der Venus entlang per Anhalter fahren, was Betsy Congdon, leitende Ingenieurin für den Hitzeschild von Parker Solar Probe, mit einer „Handbremsendrehung“ vergleicht kann die Sonde ihren Weg stabilisieren und neu ausrichten.
Die Reise der Sonde wird Ende 2024 in einer endgültigen Annäherung an den Stern gipfeln, in der sie sich innerhalb von 3, 83 Millionen Meilen von der Sonnenoberfläche entfernt befindet. Obwohl dies noch in weiter Ferne klingt, ist es sieben Mal näher als jemals zuvor ein Raumschiff der Sonne - und schließt etwa 96 Prozent der Entfernung zwischen der Erde und ihrem Stern. Darüber hinaus wird das Raumschiff dadurch fest in der sengenden Korona verankert.
Hier kommt der Hitzeschild ins Spiel. Die Entwürfe sind fast ein Jahrzehnt in der Entwicklung und werden alles sein, was zwischen der Sonde und den Gefahren ihrer bahnbrechenden Reise steht. Aber die Aufgabe war ein bisschen entmutigender als einen Sonnenhut auf das 1400 Pfund schwere Raumschiff zu werfen.
Der nur 10 cm dicke Hitzeschild hat einen quetschenden Kohlenstoffschaumkern, der zu 97% hohl ist - was die Struktur zu einem Luftsandwich macht. Das liebevoll mit einem Spitznamen versehene "Acht-Fuß-Frisbee" des Teams bringt es dennoch auf 160 Pfund. Auf beiden Seiten befinden sich zwei Paneele aus einem Carbon-Verbundwerkstoff, der beim Erhitzen tatsächlich stabiler wird. Zusätzlich ist die der Sonne zugewandte Seite mit einer speziellen weißen Farbe überzogen, die den größten Teil der Sonnenwärme abführt und die darunter befindlichen zerbrechlichen Instrumente schützt. Die Farbe ist im Grunde das stärkste Sonnenschutzmittel, das jemals erfunden wurde - und es ist entscheidend, dass kein Fleck übersehen wird.
Bei der nächsten Annäherung der Sonde wird die Oberseite des Schildes bei etwa 2500 Grad Fahrenheit - über der siebenfachen Temperatur, die zum Braten eines Thanksgiving-Truthahns erforderlich ist - gebrannt, aber in Anbetracht seiner Umgebung immer noch überraschend kalt. Die Diskrepanz hängt mit der Diffusion der Partikel in der Atmosphäre der Corona zusammen: Der größte Teil der Wärme, die die Sonde erfahren wird, kommt von der (vergleichsweise kühlen) Sonnenoberfläche, die einige Millionen Meilen entfernt köchelt. "Wenn Sie Ihre Hand in einen Ofen stecken, brennt sie nicht", erklärt Congdon. "Das ist nur, wenn Sie die Oberfläche berühren."
Bei diesen Temperaturen hält der „Riesen-Frisbee“ den Rest der Sonde so kühl wie eine (lauwarme) Gurke. Die Rückseite des Schilds bleibt bei 600 Grad Fahrenheit, und die im Bus der Sonde verborgenen Instrumente bleiben bei 85 Grad Fahrenheit. Damit die empfindliche Elektronik im Schatten bleibt, muss der Hitzeschild immer der Sonne zugewandt sein. Ein Fehltritt könnte die lang erwartete Mission in Sekundenschnelle beenden.
Aber das Team hat vorsichtshalber Vorkehrungen getroffen, um diese Möglichkeit auszuschließen. Sieben spezialisierte Sensoren (manchmal auch als „Sensoren für Sonnenglieder“ bezeichnet) umgeben das Raumschiff und messen ständig, ob die Sonde Licht ausgesetzt ist. Wenn sich das Raumschiff in eine prekäre Position bewegt, lösen die Sensoren eine Schutzreaktion aus, um den Winkel der Sonde schnell zu korrigieren. Die Sonde ist außerdem mit einem Flüssigkeitskühlsystem ausgestattet, das fünf Liter Druckwasser enthält, das entlang kleiner Adern entlang der Maschine sickern kann, um eine funktionsfähige Umgebungstemperatur aufrechtzuerhalten. Die akribische Technik des Teams wurde in jede Ecke des Raumfahrzeugs eingewoben. "Sie kümmert sich im Grunde genommen um sich selbst", sagt Fox.
Laut Annette Dolbow, der Integrations- und Testleitung der Parker Solar-Sonde (die Sonde hat ungefähr die Größe eines kleinen Autos), muss die Sonde eine Menge Maschinen in einem vergleichsweise kleinen Gehäuse verstauen. Sobald das Raumschiff startet, wird es im Wesentlichen alle Verbindungen zu seinen Verwaltern auf der Erde unterbrechen - was bedeutet, dass es an dieser mutigen Sonde liegt, sich in den nächsten sieben Jahren selbst zu verteidigen. Seit Oktober 2012 kümmert sich Dolbow liebevoll wie ein ängstlicher Elternteil um die Sonde, um ihren sicheren Durchgang zu gewährleisten.
Laut dem Fotografen Michael Soluri hat der Projektwissenschaftler Nicola Fox die Parker Solar Probe nach dem Physiker Eugene Parker benannt, der 91 Jahre alt ist, und damit eine langjährige NASA-Regel gegen die Benennung von Raumfahrzeugen nach lebenden Personen gebrochen. (© michael soluri / michaelsoluri.com) Natürlich hat die Sonde mehr zu bieten als futuristische Sonnencreme: Sie muss sich ernsthaft darum kümmern. Zusätzlich zu seinen Sicherheitsvorkehrungen wird das Raumschiff Instrumente wie den Solar Probe Cup, mit dem die energiereichen Partikel von der Sonnenoberfläche aufgefangen werden können, und ein Teleskop zur Aufnahme sonnenbeschienener Fotos der Sehenswürdigkeiten zeigen.
Und die Sonde plant mit Sicherheit nicht, den Reichtum an Sonnenenergie zu verschwenden, den sie auf ihren Reisen zur Verfügung hat: Immerhin wird sie viel Sonne sehen. Wenn die Sonde noch weit vom Stern entfernt ist, wirft sie ihre Sonnenkollektoren weit aus und saugt die energiereichen Strahlen des Sterns ein, um seine Instrumente mit Strom zu versorgen. Bei Annäherung werden die Paneele jedoch wie die Flügel eines schlafenden Vogels nach innen geklappt, wodurch die Menge an Licht, die sie absorbieren, drastisch reduziert wird. Bei der nächsten Annäherung wird die Sonnenenergie das 475-fache der Leistung eines Satelliten betragen, der die Erde umkreist. Dies ist, wie Fox es ausdrückt, „eine Menge Energie“, die die empfindliche Elektronik des Systems überwältigen könnte.
Congdon, Dolbow und Fox sind sich einig, dass die Sonde ohne die enorme Zusammenarbeit von Wissenschaftlern, Technikern und Koordinatoren des Applied Physics Laboratory der NASA und Johns Hopkins nicht zusammenkommen könnte. Das Team und seine Mitarbeiter haben jahrzehntelange Planungen vom menschlichen Verstand auf Papierbögen und PowerPoint-Folien übertragen - jetzt vollständig umgesetzt in einer greifbaren Meisterleistung noch nie dagewesener Mechanik.
Insbesondere die Dolbow-Gruppe hat der Sondenkonstruktion erstaunlich viele Stunden gewidmet: „Die meisten Projekte benötigen möglicherweise 300 bis 500 Stunden für die Hardware“, erklärt Dolbow. „Wir hatten fast 5000 Stunden auf allen unseren Subsystemen… aber [das Team] lächelt immer noch. Sie sind so stolz auf das, was sie getan haben. “
Nach dem Start der Sonde scherzt Dolbow, dass sie vielleicht ihr leeres Nest bemerkt: „Nach dem Ende wird es eine Zeit geben, auf die ich mich nicht freue ... wenn wir alle wieder losziehen und getrennte Dinge tun. Aber es wird großartig sein, dass sich das Raumschiff im Weltraum befindet, wo es hingehört. Ich werde mich erholen. "
Als unser nächster Stern ist die Sonne unser bester Vertreter, um diese Himmelskörper als Ganzes zu verstehen. Darüber hinaus ist die Sonne ein wichtiger Bestandteil unserer Existenz hier auf der Erde geworden - aber kein Stern ist für die Ewigkeit gebaut. Ein klareres Verständnis der Gesundheit und des Temperaments der Sonne wird nicht nur der Zukunft der Weltraumforschung dienen, sondern auch der Natur des Lebens auf unserem eigenen Planeten.
"Diese Mission ist ein bisschen von allem", sagt Fox. "Es ist historisch, es macht grundlegende Physik - aber es ist auch ein Vorteil für das Leben und die Gesellschaft als Ganzes."
Mit dem Start in wenigen Tagen verwundert Dolbow, dass jahrelange harte Arbeit endlich zusammen gekommen ist. "Hier sind wir im Meisterschaftsspiel, und wir sind dabei, in die Endzone zu gelangen", sagt sie. "Es ist so eine Familie geworden."
Die Sonde wird an diesem Samstag von der Cape Canaveral Air Force Station in Florida mit einem Startfenster ab 03:33 Uhr EDT starten. Sein Schwall in die Atmosphäre wird den noch dunklen Himmel erhellen - eine historische Fackel, die sogar der aufgehenden Morgensonne vorausgeht.
