W nadchodzących latach pewna liczba zostanie wysłana w kosmos w celu udzielenia odpowiedzi na niektóre z trwałych pytań dotyczących kosmosu. Jednym z najbardziej palących jest wpływ aktywności Słońca i wydarzeń związanych z „pogodą kosmiczną” na planetę Ziemię. Będąc w stanie lepiej je przewidzieć, naukowcy będą w stanie stworzyć lepsze systemy wczesnego ostrzegania, które mogłyby zapobiec uszkodzeniu infrastruktury elektrycznej Ziemi.
Taki jest cel Solar Orbiter (SolO), misji kierowanej przez ESA z dużym udziałem NASA, która wystartowała dziś rano (poniedziałek, 10 lutego) z Cape Canaveral na Florydzie. Jest to pierwsza misja „średniej klasy” realizowana w ramach programu Cosmic Vision ESA 2015-25 i spędzi następne pięć lat na badaniu niezbadanych regionów polarnych Słońca, aby dowiedzieć się więcej o tym, jak działa Słońce.
Tutaj, na Ziemi, wydarzenia takie jak rozbłyski słoneczne mogą potencjalnie spowodować poważne spustoszenie w infrastrukturze elektrycznej, która obejmuje wybijanie sieci energetycznych, zakłócanie ruchu lotniczego i telekomunikacji oraz zagrażanie astronautom i Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS). Obecnie rządy i agencje kosmiczne są w stanie przewidzieć takie wydarzenia z wyprzedzeniem około 48 minut.
Stąd potrzeba misji słonecznych, aby naukowcy mogli przewidywać pogodę słoneczną znacznie wcześniej. Kiedy SolO przybywa wokół Słońca, jego misją będzie dokładne obserwowanie polarnych obszarów Słońca, wewnętrznej heliosfery i cząstek energetycznych, które są wysadzane i przenoszone przez wiatr słoneczny w całym Układzie Słonecznym. Jak wyjaśnił Günther Hasinger, dyrektor naukowy ESA w niedawnym komunikacie prasowym ESA:
“Jako ludzie zawsze znaliśmy znaczenie Słońca dla życia na Ziemi, obserwując je i badając szczegółowo, jak ono działa, ale od dawna wiemy, że może zakłócać codzienne życie, gdybyśmy byli na linii ognia. potężnej burzy słonecznej. Pod koniec naszej misji Solar Orbiter dowiemy się więcej o ukrytej sile odpowiedzialnej za zmieniające się zachowanie Słońca i jego wpływ na naszą planetę domową, niż kiedykolwiek wcześniej.”
W ciągu najbliższych dwóch lat SolO wykona loty wspomagające grawitację z Ziemią i Wenus, które wprowadzą ją na wysoce eliptyczną orbitę wokół Słońca. Ten ostatni przelot wyrzuci orbitę z płaszczyzny ekliptyki Układu Słonecznego (tam, gdzie krążą planety) i podniesie nachylenie statku kosmicznego, aby zapewnić nowe widoki niezbadanych obszarów polarnych Słońca.
Podczas swojej pięcioletniej misji SolO będzie krążyć wokół Słońca z nachyleniem 17 ° powyżej i poniżej równika słonecznego, a następnie dostosuje się do nachylenia 33 ° podczas swojej rozszerzonej misji. Te orbity umożliwią statkowi kosmicznemu przyjrzenie się temu, co dzieje się wokół północnych i południowych regionów polarnych, i sfotografowanie powierzchni za pomocą zestawu 10 instrumentów in-situ i teledetekcyjnych.
Obejmuje to narzędzie do obrazowania heliosferycznego (SoloHi), obrazowanie spektralne środowiska koronalnego (SPICE) oraz urządzenie do obrazowania polarnego i heliosejsmicznego (PHI), które obrazuje powierzchnię i koronę Słońca. Tymczasem takie instrumenty, jak Detektor Cząstek Energetycznych (EPD), Analizator Plazmy Słonecznego Wiatru (SWA), Spektrometr / Teleskop X (STIX) oraz Ekstremalny Ultrafioletowy Rejestrator (EUI) mierzą wiatr słoneczny i pole magnetyczne Słońca.
Jak powiedział Daniel Müller, naukowiec projektu ESA Solar Orbiter, o pakiecie instrumentów SolO:
“Kombinacja instrumentów teledetekcyjnych, które patrzą na Słońce, oraz pomiarów in situ, które wyczuwają jego moc, pozwoli nam połączyć kropki między tym, co widzimy na Słońcu, a tym, czego doświadczamy, pochłaniając wiatr słoneczny. Zapewni to niespotykany wgląd w to, jak działa nasza gwiazda macierzysta pod względem 11-letniego cyklu aktywności Słońca, oraz w jaki sposób Słońce tworzy i kontroluje bąbel magnetyczny - heliosferę - w którym przebywa nasza planeta.”
Ta misja jest wynikiem dwudziestu lat planowania, sześciu lat budowy i rozwoju oraz roku testów, z których wszystkie były niezbędne do zweryfikowania zastosowanej technologii wysokotemperaturowej. Misja SolO była również wynikiem współpracy między agencjami między ESA i NASA, a także między ESA a partnerami branżowymi, takimi jak Airbus Defense i Space Ltd.
Podczas swojej misji SolO będzie badać Słońce z odległości około 42 milionów km (26 milionów mil) od powierzchni - co umieści je na orbicie Merkurego. W tej odległości orbiter doświadcza temperatur do 500 ° C (932 ° F) - około trzynaście razy więcej niż satelity na orbicie wokół Ziemi. Stanowi to poważne wyzwanie, jak wyjaśnił Sylvain Lodiot - kierownik operacyjny statku kosmicznego ESA Solar Orbiter -
“Prowadzenie statku kosmicznego w bliskiej odległości od Słońca to ogromne wyzwanie… Nasz zespół będzie musiał zapewnić ciągłe i dokładne wskazywanie osłony cieplnej, aby uniknąć potencjalnych uszkodzeń spowodowanych promieniowaniem słonecznym i strumieniem termicznym. Jednocześnie będziemy musieli zapewnić szybką i elastyczną odpowiedź na prośby naukowców o dostosowanie działania ich instrumentów zgodnie z najnowszymi obserwacjami powierzchni Słońca.”
Solar Orbiter dołączy do sondy Parker Solar Probe (PSP) NASA, która wystartowała w sierpniu 2018 r. I bada Słońce w bliskiej odległości. Choć ich cele się uzupełniają, obie misje różnią się pod pewnymi kluczowymi względami. Krótko mówiąc, sonda słoneczna Parker będzie badać Słońce z dużo bliższej odległości (skutecznie „dotykając” Słońca), aby zbadać, skąd pochodzi wiatr słoneczny.
Latając z większej odległości misja SolO będzie w stanie prowadzić bezpośrednie obserwacje Słońca i uzyskać kompleksową perspektywę. Jak już wspomniano, po raz pierwszy w historii obejmie to obszary polarne Słońca. Informacje te zapewnią również kontekst pomiarom przeprowadzanym przez PSP, tworząc komplementarne zestawy danych, które składają się na więcej niż dwie misje mogłyby dostarczyć same.
„Solar Orbiter to najnowszy dodatek do Obserwatorium Systemów Heliofizyki NASA, dołączający do Parker Solar Probe w niezwykłej przygodzie, aby odblokować największe tajemnice Słońca i jego rozszerzonej atmosfery”, powiedziała Holly Gilbert, naukowiec z misji. „Silna kombinacja tych dwóch misji i ich niesamowity postęp technologiczny sprawią, że nasze zrozumienie osiągnie nowy poziom”.
Ta misja będzie oparta na spuściźnie misji takich jak Ulisses statek kosmiczny i Obserwatorium Słońca i Heliofizyki (SOHO), z których oba są wspólnymi misjami NASA-ESA. Te i inne misje, połączenie statku kosmicznego i naziemnych teleskopów, zapewnią nam najbardziej zaawansowane spojrzenie na nasze Słońce do tej pory i odblokują tajemnice dotyczące jego wpływu na Ziemię.
