live
Новини » Події Читать эту новость на русском

НАСА і ЄКА запускають зонд Solar Orbiter для вивчення Сонця: Які наукові відкриття чекають на дослідників?

Futura-Sciences
Futura-Sciences

Французьке науково-популярне видання

На якийсь час Solar Orbiter зависне над Сонцем, як це роблять геостаціонарні метеорологічні і телекомунікаційні супутники на земній орбіті NASA

Науковцям ще дуже далеко до повного розуміння впливу Сонця на земне середовище і на діяльність людини на орбіті. Європейське космічне агентство і НАСА запускают зонд Solar Orbiter, який попрямує до Сонця і після двох років вийде на еліптичну орбіту навколо світила і пропрацює там щонайменше сім років, що надасть змогу вченим відповісти на безліч питань.

Про це пише Futura-Sciences.

Після кількох десятиліть очікування зонд Solar Orbiter вирушить у небувалу подорож до Сонця. Проєкт був запропонований у 2000 році та затверджений в 2011 році, а старт відбудеться 10 лютого цього року. Апарат несе десять інструментів, які дозволять йому краще зрозуміти поведінку Сонця. Ми обговорюємо його з Міланом Максимовичем, астрофізиком та співробітників Національного центру наукових досліджень, який брав участь у проєкті.

Запуск Solar Orbiter запланований на ніч з 9 на 10 лютого з мису Канаверал. Побудований Airbus зонд попрямує до Сонця. Після двох років подорожі він вийде на еліптичну орбіту навколо світила і пропрацює там щонайменше сім років.

Сонце, об'єкт сонячної системи, що привертає найбільшу увагу до себе від появи людини та відрізняється величезною складністю, у зв'язку з чим нам ще дуже далеко до повного розуміння його роботи, від його впливу на земне середовище до впливу на діяльність людини на орбіті. Незважаючи на цілий ряд наукових програм, фахівці все ще не можуть спрогнозувати його поведінку. Як зазначає Мілан Максимович (Milan Maksimovic), вони усвідомили, що для поліпшення знань про "космічну метеорологію і прогнозування ефектів сонячної варіативності та діяльності" потрібно "ближче подивитися" на Сонце, тобто наблизитися до нього настільки, наскільки дозволяють технології.

У серпні 2018 року було запущено Solar Parker Зонд для дослідження корони, тобто маловідомої атмосфери, звідки виривається сонячний вітер. Зараз Європейське космічне агентство та НАСА готуються запустити Solar Orbiter, який повинен встановити "зв'язок між подіями на Сонці і тим, що несе сонячний вітер", а також "поглибити наші знання про Сонце і внутрішню геліосферу".

Після запуску зонд Solar Orbiter буде рухатися по еліптичній траєкторії навколо Сонця, "наближаючись до нього до 42 мільйонів кілометрів". Апарат буде перебувати на більшій відстані від світила, ніж Solar Parker Probe, але вони переслідують різні цілі. Solar Parker Probe повинен на місці дослідити зовнішню частину сонячної корони аж до початку геліосфери, а Solar Orbiter зробить "ультрафіолетові знімки сонячної корони з рекордним космічним дозволом (70 км/піксель)". Крім того, Solar Orbiter буде на постійній основі проводити "дослідження сонячного вітру, зокрема при зближенні із Solar Parker Probe". Це відкриє для астрономів вікно всередину сонячної корони, звідки дме сонячний вітер, який омиває всю Сонячну систему, і чия взаємодія з нашою планетою визначає космічну метеорологію.

Зонд буде максимально зближатися із Сонцем раз на п'ять місяців

Як і Solar Parker Probe, Solar Orbiter не буде постійно знаходитись як можна ближче до Сонця. Супутник буде здійснювати зближення з ним раз у п'ять місяців. У цей момент він буде знаходитися всього в 42 мільйонах кілометрів від нашого світила, тобто ближче Меркурія. У період максимального наближення, коли апарат буде рухатися з найбільшою швидкістю, він буде протягом кількох днів перебувати приблизно над одним регіоном атмосфери, поки Сонце обертається навколо своєї осі. Іншими словами, на якийсь час Solar Orbiter зависне над сонцем, як це роблять геостаціонарні метеорологічні і телекомунікаційні супутники на земній орбіті. В результаті він зможе вести спостереження за формуванням буревіїв в атмосфері Сонця. Це створить можливість для безпрецедентних спостережень за магнітною активністю, яка зосереджена в атмосфері і викликає бурі та спалахи.

Серед питань, що не дають ученим спокою, варто відзначити загадковий розігрів сонячної корони, який суперечить звичним правилами фізики: при віддаленні від поверхні зірки або планети температура повинна знижуватися. У Сонця ж вона підвищується. Причому значно. Температура поверхні світила становить приблизно 5 500 °C, але досягає "10 000 °C у хромосфері і більше мільйона в короні, навіть 2 мільйона на деяких дільницях". Фахівці вважають, що "необхідне перенесення енергії може бути результатом коливань магнітного поля і безлічі невеликих викидів, які непомітні із Землі". Як би там не було, поки що все залишається на рівні гіпотез, оскільки "заміри Сонця, Землі та її орбіти не дозволяють розвіяти невизначеність".

Що стосується Solar Orbiter, вчені переконані, що "якщо дані не дозволять пояснити механізм розігріву, вони все ж повинні допомогти відкинути деякі теорії" та залишити лише невелику кількість із них, зокрема ту, що спирається на "присутність в сонячній короні альвеновських хвиль, які являють собою важливий механізм переносу енергії". Питання альвеноських хвиль цікавить також фахівців Solar Parker Probe, які мають намір вести спостереження зі ще більш близької відстані, коли зонд підійде до Сонця на 9 мільйонів кілометрів. Solar Orbiter, що знаходиться на більшій дистанції та володіє засобами дальньої діагностики корони та інструментами виміру сонячного вітру, зможе вивчити той самий потік сонячного вітру, який досягне його позиції за кілька десятків годин.

Максимальне наближення до Сонця дозволить спостерігати за сонячним вітром в його "молодому стані", що повинно сприяти розумінню, чому Сонце викидає таку кількість речовини (близько 70 000 тонн в секунду), і які механізми ведуть до прискорення сонячного вітру. "Він з'являється в двох формах, повільною, 300-400 км/с, і швидкою, до 600-800 км/с.

Solar Orbiter має 10 приладів для вимірювання на місці і дистанційного зондування, які будуть збирати фотографії та спектри, вимірювати плазму сонячного вітру, поля, хвилі і енергетичні частинки поблизу Сонця ESA/ATG Medialab

Крім того, зонд повинен допомогти нам краще зрозуміти механізми сонячних спалахів, "чому вони відбуваються, які процеси їх викликають, а також пов'язані з ними явища і спричинені ними наслідки", зазначає астрофізик Етьєнн Паріа. Solar Orbiter повинен побачити зародження спалахів, що "дозволить нам провести зв'язок між тим, що відбувається в цій області Сонця, і наслідками у геліосфері та міжпланетному середовищі". Що стосується викидів речовини корони, "які можуть чинити сильний вплив на земне середовище", Solar Orbiter повинен дозволити краще "зрозуміти, як вони формуються і переміщуються по Сонячній системі".

Полюса Сонця

Після першої фази спостережень на еліптичній орбіті, яка займе приблизно 4 роки, Solar Orbiter "використає гравітаційне поле Венери та Землі, щоб вийти з цієї площини та приступити до спостережень Сонця і сонячного вітру на високих широтах". Апарат повинен вперше зробити знімки полярних регіонів Сонця. Крім того, очікуються важливі дані про маловивчені магнітні середовища цих зон, які відіграють ключову роль в 11-річному сонячному циклі і регулярній появі сонячних бур. Ця частина місії буде присвячена "локальним геліосейсмологічним вимірам і спостереженням за полярними дірками в короні, які є джерелом швидкого сонячного вітру".

Нарешті, накопичена Solar Orbiter інформація буде в перспективі корисна для інших дисциплін, таких як екзобіологія. Краще розуміння сонячного вітру повинно допомогти розібратися з тим, як вітри інших зірок взаємодіють з оточуючими їх планетами і впливають на них, аж до зміни атмосфери та потенційної появи життя.

Solar Orbiter несе 10 інструментів, які розподілені за двома категоріями. Одні призначені для спектрального аналізу та створення знімків геліосфери та корони, тоді як інші служать для виміру плазми. Один з унікальних інструментів зонда призначений для аналізу електромагнітного поля з розгорткою по часу за допомогою комплексу сенсорів і антен для визначення характеристик електромагнітних і електростатичних хвиль в сонячному вітрі.

Головні питання, на які повинна допомогти відповісти місія:

  • Як формується магнітне поле та який його вплив на сонячну атмосферу?
  • Які механізми формування сонячної корони та вітру?
  • Які фізичні процеси пояснюють викиди на Сонці?
  • Чому температура корони може досягати більше мільйона градусів за Кельвіном, тоді як температура видимої поверхні складає всього 6000?
  • Як плазма сонячного вітру розганяється до надзвукових швидкостей майже в 1000 км/с?

Ремі Декур

За матеріалами: ІноЗМІ

Редакція не несе відповідальності за думку, яку автори висловлюють у блогах на сторінках ZIK.UA

*Якщо Ви знайшли помилку в тексті новини, виділіть її та натисніть Ctrl+Enter.

Loading...