Una sonda flotando en la superficie del Sol

La termodinámica dice que no existe tal cosa como un sistema de enfriamiento completamente interno. Lo mejor que puede hacer es bombear calor a un lugar más fresco. Eso es muy difícil de conseguir en la fotosfera. Además de tratar de mantenerse lo suficientemente frío para que alguna aleación permanezca sólida, mantener la electrónica o una fuente de alimentación lo suficientemente fría para funcionar sería significativamente más difícil.

Además, la fotosfera está bastante enrarecida. Tiene una densidad similar a la de la atmósfera terrestre a una altitud de unos 60 km. Eso está por encima del nivel donde viajan incluso los globos de gran altura. Entonces, incluso si los problemas de enfriamiento no estuvieran allí, no es posible "flotar" a ese nivel con el equipo.

Hay una aleación que apenas será sólida incluso a la temperatura de la superficie del sol. Si pudiera hacer una espuma de densidad suficientemente baja, podría construir algo que flotara. Sin embargo, dado lo cerca que estaría de su punto de fusión, me sorprendería mucho si siguiera siendo una espuma.

Sin embargo, dado que solo tiene un elemento con el que trabajar, sería una sonda bastante inútil.

En primer lugar, como decían los comentarios, no hay una superficie sólida en el sol. Es una gran bola de plasma que sufre fusión (proceso de combinación de átomos y liberación de energía). En segundo lugar, un objeto no puede "flotar" en el sol. Una teoría posible pero muy improbable sería tener una sonda que flote debido a la convección. El calor constante actúa en la parte inferior y las áreas más frías bajan (similar a cómo las aves usan el aire caliente para subir ).), sin embargo, necesita vencer la gravedad del Sol y la convección solo ocurre en la zona de convección, lo que lo hace imposible. Otra posibilidad es crear una sonda que encienda continuamente sus propulsores para mantenerse a flote. Pero esto es inútil y consume mucho combustible. Su mejor apuesta sería hacer una sonda que orbite alrededor del Sol, sin embargo, eso también es muy difícil de hacer por muchas razones. Primero, necesitas llegar al Sol. La mayoría de las sondas van al sistema solar exterior (como Júpiter) para usar la asistencia de la gravedad para reducir la velocidad y orbitar cerca del sol, de forma similar a la nave espacial Ulysses . Estoes la trayectoria de la nave espacial Ulysses (nota cómo usa a Júpiter para reducir la velocidad). Además, para orbitar tan cerca del sol, se necesita una velocidad orbital tremenda. Puedes calcular cuánta velocidad orbital se necesita con la ecuación de Vis-Viva .

Estas son solo formas de acercarse al Sol, otro gran problema es usar un material que pueda sobrevivir al intenso calor y la radiación electromagnética. Sin embargo, hay una ventaja, el calor no es lo mismo que la temperatura. El calor es la cantidad de energía transferida, mientras que la temperatura mide cuánto se mueven las partículas. Aquí hay un ejemplo, una taza de agua hirviendo y una tina de agua hirviendo están a 100 grados centígrados, sin embargo, la tina tiene más energía térmica porque tiene más masa (moléculas) a pesar de que ambas tienen la misma temperatura. Lo mismo se aplica al espacio. El espacio es prácticamente un vacío, por lo que hay muy pocas partículas, por lo que su nave espacial puede sobrevivir. Así funciona la Parker Solar Probesobrevive al calor del sol. En cuanto a la radiación térmica, es un método de transferencia de calor que no requiere un medio y viaja a través de ondas en línea recta. Una solución alternativa es tener un escudo reflectante que refleje la radiación y evite que viaje al otro lado del escudo similar a la Parker Solar Probe mencionada anteriormente.

¿Es posible construir una sonda que flote en la superficie del Sol?

La superficie del Sol está bien definida y se puede encontrar en algún lugar dentro de la fotosfera del Sol en el punto donde la profundidad óptica alcanza aproximadamente 2/3.

Según las fuentes en la pregunta aún sin respuesta ¿Cuál es el perfil de densidad dentro de la fotosfera del Sol? ¿Cuál de estos está mal? la densidad en este punto es 1E-06 g/cm^3, que es mil veces menor que el aire o el aerogel , ¡o mil veces menor que eso!

Actualizaré esto tan pronto como se responda esa pregunta.

De esta respuesta aquí hay una gráfica de la densidad del Sol versus la profundidad.

y a partir de los datos sin procesar citados en esa respuesta, podemos ver que, incluso si buscamos la densidad del aire, estaban a medio camino del centro del Sol a una temperatura de 3 millones de Kelvin.

No se puede hacer un globo o una cámara de vacío, porque las presiones en cualquier lugar cerca de donde haya una densidad lo suficientemente alta como para soportar una nave flotante de densidad extremadamente baja son demasiado altas.

Esto simplemente no funcionará.