Експедиція розпочалася. Сонячний орбітер на «сонячній» стежці [ВІДЕО]

У неділю ввечері, 9 лютого, трохи після 23:00 східноамериканського часу, розпочався довгоочікуваний старт міжнародної наукової місії Solar Orbiter, завдання якої — розкрити незбагненні таємниці Сонця. Космічний зонд вартістю майже 1,5 мільярда доларів США був успішно запущений на орбіту Землі, з якої він незабаром відправиться до серця нашої планетарної системи. Він досягне найдальшого етапу своєї подорожі лише за 3 роки.

Цінне дослідницьке навантаження — створене у співпраці з Європейським космічним агентством та Національним агентством з питань аеронавтики та космосу США (NASA) — було успішно запущено в космос за допомогою космічної ракети Atlas V версії 411. Європейський зонд сонячного орбітера, запущений для дослідження сонця, був запущений у неділю ввечері 9 лютого, незабаром після 23:00 східноамериканського часу (у Польщі це було вже вранці в понеділок о 5:03). Запуск був зроблений з космодрому Кейп Канаверал у Флориді — для цього використовувався пусковий апарат LC-41.

Міжнародна місія, координована ESA, розкриє таємниці полюсів Сонця, які майже не видно з Землі, надаючи нові дані про будову зірки та всієї геліосфери, тобто про величезну зону її прямого домінуючого впливу та впливу сонячного вітру. Завдяки зібраним знанням про сонячну активність можна буде не тільки дізнатися більше про сонячні патчі, більш точно оцінити та прогнозувати вплив космічної погоди на клімат Землі або відстежувати спалахи, що загрожують штучним супутникам, а й зрозуміти поведінку інших зірок.

Сонячний орбітер, який важить 1,8 тонни, — це багатодіапазонний і складний набір вимірювальних приладів. ESA зробила домінуючий внесок у будівництво сонячного орбітера, який замовив поставку опорної платформи та більшості зондових підсистем концерну Airbus Defense & Space. У свою чергу, технологічний внесок NASA — це насамперед інструмент SoloHI (геліосферний знімач Solar Orbiter), призначений для ширококутного картографування геліосфери в проекції, перпендикулярній площині екліптики.

Космічний центр Польської академії наук також сприяє місії. Вчені з Варшави та Вроцлава сприяли — разом зі швейцарськими, чеськими, німецькими та французькими мовами — у створенні інструменту STIX (Спектрометр / телескоп для візуалізації рентгенівських променів). Це особливий тип рентгенівського телескопа, який забезпечить до десяти зображень Сонця в високій роздільній здатності в секунду, що дозволяє точно вказати, коли і з якої області на зоряних електронах було викинуто в міжпланетний простір.

Щоб досягти потрібної швидкості, Сонячний орбітер використовуватиме гравітаційну допомогу Венери. Зонд наблизиться до Сонця на відстані майже 42 мільйони кілометрів (безумовно, ближче до орбіти Меркурія). Апарат, що працює так близько до Сонця, буде піддаватися надзвичайно складним температурним умовам та сильному електромагнітному випромінюванню — завдяки масивному тепловому захисту, виготовленому з титану, покритого чорним покриттям фосфатом кальцію, він буде належним чином захищений. Крім усього іншого, саме тому весь зонд важить 1,8 тонни, тоді як усі його дослідницькі інструменти — лише близько 200 кілограмів.

Інформація, отримана в рамках місії, буде доступна вченим з усього світу. Перші корисні дані, як очікується, з'являться в листопаді 2021 р. Вся місія сонячного орбітера триватиме щонайменше до грудня 2025 року. За цей час її діяльність доповниться спостереженнями ще одного активного дослідницького зонда — керованої NASA місії Parker Solar Probe, яка розпочалася в серпні 2018 рік (він вже виконує четвертий круг навколо Сонця). Сонячний зонд Паркер наблизиться до Сонця, ніж Сонячний орбітер (у кульмінаційний момент він буде лише 6 мільйонів км від поверхні зірки).

Рентгенівський телескоп STIX — внесок Польщі в місію Сонячного орбітера

STIX буде одним із шести основних приладів дистанційного зондування, які використовуються в місіях ESA та NASA на Сонце. Як було сказано, систему розробили спільно вчені зі Швейцарії, Польщі, Чехії, Німеччини та Франції. Партнерами проекту є також ірландці, австрійці та італійці, які будуть відповідати за аналіз та архівування зібраних даних.

Фінансовий внесок Польщі в проект STIX оцінюється в 2-2,5 млн. Євро, що становить близько 20 відсотків. його загального бюджету і поступається лише внеску Швейцарії. Польські експерти з Центру космічних досліджень Польської академії наук у Варшаві та Вроцлаві відповідали за телескоп-комп’ютер та його корпус та програмне забезпечення. Вони також розробили симулятор тестового детектора та прилад для тестування зв'язку з щупом.

Створено дві однакові копії телескопа — летючі та запасні. Перший був встановлений на борту зонда Solar Orbiter у травні 2017 року. У разі виходу базової копії перед злетом її замінять запасний інструмент.

Наразі резервна копія залишиться на Землі і буде використовуватися для тестування програмного забезпечення перед відправленням у космос. Також у разі несправності льотного приладу наземна копія визначатиме, що може спричинити проблему.

зображення
Зображення: ESA [esa.int]

Доктор Томаш Мрозек з кафедри сонячної фізики CBK PAN у Вроцлаві, цитований польським агентством преси, зазначає, що досі немає відповідей на багато питань щодо Сонця. Чому температура поверхні становить близько 6000 К і мільйонів вінців? Чому з’являються плями? Чи можна передбачити сонячні спалахи, що загрожують наземній інфраструктурі та штучним супутникам? Як сонячна активність вплине на температуру Землі в найближчі роки?

Найновіша місія ESA та NASA надасть відповіді та додаткові пояснення. Завдяки знанню активності Сонця (це середня величина зірки основної послідовності — спектрально класифікована як тип G2V), ви також можете краще зрозуміти інші подібні небесні тіла, до яких нинішні зонди Землі не мають шансів дістатися.

Доктор Мрозек пояснив, що PIX буде досліджувати сонячні спалахи в діапазоні рентгенівських променів. Йдеться про т. Зв жорсткі рентгенівські випромінювання — фотони з енергією від 4 кэВ до 150 кэВ, що відповідає електромагнітним хвилям від 0,31 нм до 0,00827 нм (у 10 мільйонів разів коротше діаметра волосся людини). Такі спалахи можуть загрожувати супутникам і навіть наземній інфраструктурі, включаючи енергетичні мережі.

"STIX дозволить, серед іншого, вивчати сонячні плями, більш темні ділянки на поверхні Сонця", — підкреслив доктор Мрозек. "Патчі прохолодніші за поверхню, але ділянки, що лежать лише в декількох тисячах кілометрів над ними, досягають температури мільйонів Кельвінів — саме тому вони випромінюють ультрафіолетове та рентгенівське випромінювання. Однак, не всі випромінювання рентгенівського випромінювання є термічними. ,

Доктор Мрозек пояснює, що циліндричні панелі спереду і ззаду телескопа містять вольфрамові сітки, які побудовані з змінних прорізів і поперечок. Сітки виготовляли в США, протравлювали тонким листовим металом, потім склеювали більш товстими конструкціями спеціальним клеєм. "У [тепловій] кришці є отвори для окремих приладів, і один з них" виглядає "просто STIX. Щоб прилад не перегрівався, додаткове тепло, яке отримують детектори, отримує та випромінює мідну пластину", — вказує науковець.

30 пар сіток із щілинами різної величини та скрученими під кутом один до одного означають, що 30 детекторів телуриду кадмію (розроблені французами), розташованих у задній частині, отримують модульоване випромінювання від Сонця. Додаткові два детектори для грубого визначення положення спалаху та вимірювання фону не мають пов’язаних сіток. Кожен детектор розділений на кілька різних параметрів пікселів. Кожен був зроблений вручну — найкращі були відібрані з декількох сотень зроблених.

д-р Томаш Мрозек, кафедра сонячної фізики CBK PAN у Вроцлаві

Спираючись на дані, отримані датчиками, знаючи параметри та встановлюючи сітки, комп’ютер може обчислити точне зображення об’єкта, в даному випадку — Сонця. Його роздільна здатність становитиме близько 700х700 пікселів, що дозволить розрізнити на поверхні Сонця деталі 2000 кілометрів (діаметр Сонця майже 1,4 мільйона кілометрів). "Якщо ми побачимо невеликі деталі, яких не передбачали нинішні моделі, вам потрібно буде змінити ці моделі. Якщо ні — це також матиме значення", — каже д-р. Mrozek.

Підготував: PAP / MK

Facebook Comments