В ближайшие годы многие из них будут отправлены в космос с целью ответить на некоторые постоянные вопросы о космосе. Одним из наиболее актуальных является влияние, которое солнечная активность и события «космической погоды» оказывают на планету Земля. Будучи способными лучше прогнозировать их, ученые смогут создавать более совершенные системы раннего предупреждения, которые могли бы предотвратить повреждение электрической инфраструктуры Земли.
Это цель Solar Orbiter (SolO), миссии ESA с активным участием НАСА, которая стартовала сегодня утром (понедельник, 10 февраля) с мыса Канаверал, Флорида. Это первая миссия «среднего класса», реализованная в рамках программы ESA «Cosmic Vision 2015-25», и в течение следующих пяти лет она исследует неизведанные полярные регионы Солнца, чтобы больше узнать о том, как работает Солнце.
Здесь, на Земле, такие события, как солнечные вспышки, могут нанести серьезный ущерб электрической инфраструктуре, которая включает в себя отключение электрических сетей, нарушение воздушного движения и телекоммуникаций, а также угрозу для космонавтов и Международной космической станции (МКС). В настоящее время правительства и космические агентства могут предвидеть такие события примерно за 48 минут.
Отсюда необходимость в солнечных миссиях, поэтому ученые могут прогнозировать солнечные погодные явления гораздо раньше. Когда SolO прибудет вокруг Солнца, его миссия будет заключаться в том, чтобы проводить тщательные наблюдения полярных областей Солнца, внутренней гелиосферы и энергетических частиц, которые выбрасываются и переносятся солнечным ветром по всей Солнечной системе. Как объяснил Гюнтер Хасингер, научный директор ЕКА, в недавнем пресс-релизе ЕКА:
“Как люди, мы всегда были знакомы с важностью Солнца для жизни на Земле, наблюдая за ним и детально изучая, как оно работает, но мы также давно знаем, что оно может нарушить повседневную жизнь, если мы окажемся на линии огня. мощного солнечного шторма. К концу нашей миссии на Солнечном орбите мы узнаем больше о скрытой силе, ответственной за изменяющееся поведение Солнца и его влияние на нашу родную планету, чем когда-либо прежде.”
В течение следующих двух лет SolO будет выполнять гравитационные полеты с Землей и Венерой, которые выведут ее на высокоэллиптическую орбиту вокруг Солнца. Последний полет пролетит мимо орбитального спутника из плоскости эклиптики Солнечной системы (где находятся орбиты планет) и поднимет наклон космического корабля, чтобы обеспечить новые виды неизведанных полярных областей Солнца.
Во время своей пятилетней миссии SolO будет вращаться вокруг Солнца с наклоном 17 ° выше и ниже солнечного экватора, а затем подстраиваться к наклону 33 ° во время его расширенного полета. Эти орбиты позволят космическому кораблю взглянуть на то, что происходит вокруг северной и южной полярных областей, и сфотографировать поверхность, используя набор из 10 инструментов на месте и дистанционного зондирования.
Это включает в себя Гелиосферный томограф (SoloHi), Спектральное изображение корональной среды (SPICE) и Полярифмический и гелиосейсмический томограф (PHI), который будет отображать поверхность Солнца и корону. Между тем, такие приборы, как детектор энергичных частиц (EPD), анализатор плазмы солнечного ветра (SWA), рентгеновский спектрометр / телескоп (STIX) и экстремальный ультрафиолетовый томограф (EUI), будут измерять солнечный ветер и магнитное поле Солнца.
Как сказал Даниэль Мюллер, исследователь проекта ESA по солнечной орбите, пакет инструментов SolO:
“Комбинация приборов дистанционного зондирования, которые смотрят на Солнце, и измерений на месте, которые ощущают его силу, позволят нам объединить точки между тем, что мы видим на Солнце, и тем, что мы испытываем, впитывая солнечный ветер.. Это обеспечит беспрецедентное понимание того, как наша родительская звезда работает в рамках своего 11-летнего цикла солнечной активности, и как Солнце создает и контролирует магнитный пузырь - гелиосферу -, в которой находится наша планета.”
Эта миссия является результатом двадцатилетнего планирования, шести лет строительства и развития, а также года испытаний, которые были необходимы для проверки применяемой высокотемпературной технологии. Миссия SolO была также результатом межведомственного сотрудничества между ЕКА и НАСА, а также между ЕКА и отраслевыми партнерами, такими как Airbus Defense и Space Ltd.
Во время своей миссии SolO будет изучать Солнце на расстоянии около 42 миллионов км (26 миллионов миль) от поверхности, что позволит разместить его на орбите Меркурия. На этом расстоянии орбитальный аппарат будет испытывать температуру до 500 ° C (932 ° F) - примерно в тринадцать раз больше, чем спутники испытывают на орбите вокруг Земли. Это создает значительные проблемы, как объяснил Сильвен Лодиот, менеджер по эксплуатации космического корабля ESA Solar Orbiter:
“Эксплуатация космического корабля в непосредственной близости от Солнца является огромной проблемой… Наша команда должна будет обеспечить непрерывное и точное наведение теплозащитного экрана, чтобы избежать потенциального ущерба от солнечного излучения и теплового потока. В то же время нам нужно будет обеспечить быстрое и гибкое реагирование на просьбы ученых адаптировать работу своих приборов в соответствии с самыми последними наблюдениями поверхности Солнца.”
Solar Orbiter присоединится к NASA Parker Solar Probe (PSP), запущенному в августе 2018 года, а также изучает Солнце в непосредственной близости. Хотя их цели дополняют друг друга, две миссии отличаются в некоторых ключевых аспектах. Проще говоря, солнечный зонд Parker будет изучать Солнце с гораздо более близкого расстояния (эффективно «касаясь» Солнца), чтобы изучить происхождение солнечного ветра.
Пролетев на большее расстояние, миссия SolO сможет вести прямые наблюдения за Солнцем и достичь всеобъемлющей перспективы. Как уже отмечалось, это будет включать в себя виды на полярные регионы Солнца впервые в истории. Эта информация также обеспечит контекст для измерений, проведенных PSP, что позволит получить дополнительные наборы данных, которые в сумме составят больше, чем две миссии могли бы предоставить самостоятельно.
«Solar Orbiter - это новейшее дополнение к Обсерватории гелиофизической системы НАСА, присоединившееся к солнечному зонду Parker в необычном приключении, которое откроет самые большие тайны Солнца и его обширной атмосферы», - сказала Холли Гилберт, научный сотрудник проекта. «Мощное сочетание этих двух миссий и их впечатляющих технологических достижений выведет наше понимание на новую высоту».
Эта миссия будет основываться на наследии таких миссий, как Ulysses космический корабль и Солнечная и гелиофизическая обсерватория (SOHO), оба из которых являются совместными миссиями НАСА-ЕКА. Эти и другие миссии, комбинация космических кораблей и наземных телескопов, предоставят нам наиболее продвинутый взгляд на наше Солнце на сегодняшний день и раскроют загадки о его влиянии на Землю.
