Місія Solar Orbiter зробить зображення полюсів Сонця

У неділю, 9 лютого, NASA та Європейське космічне агентство (ESA) об’єднаються, щоб запустити нову місію з вивчення нашого сонця. близько: Solar Orbiter, який спостерігатиме за раніше невидимими ділянками Сонця, щоб дізнатися про складне внутрішнє життя нашого зірка.

Перше зображення полюсів Сонця

Місія відправиться туди, куди раніше не заходив жоден спостерігач: над північним і південним полюсами Сонця. Зображення полюсів особливо важливо для моделювання космічна погода, оскільки для цього потрібна точна модель усього магнітного поля Сонця. Крім того, вважається, що полюси відіграють певну роль у циклі сонячних плям — темних плям, які з’являються на поверхні Сонця та з’являються та зникають протягом приблизно 11-річного циклу. Вчені досі не мають уявлення, чому існує цей 11-річний цикл, але аналіз магнітних полів полюсів може дати відповідь.

Завдяки передовим інструментам обробки зображень на борту місія Solar Orbiter стане найближчою до зірки, яку будь-яка камера, спрямована на сонце, підбирала. «Це буде terra incognita», — сказав Даніель Мюллер, науковий співробітник ESA для місії в Європейському центрі космічних досліджень і технологій у Нідерландах. «Це справді дослідницька наука».

Захист орбітального апарату від сонячного тепла

Solar Orbiter увійде в a високоеліптична орбіта, тобто він рухається навколо Сонця в овальній формі, наближаючись в деяких точках ближче, ніж в інших. Це несе з собою проблеми управління температурою, як каже Енн Пакрос, менеджер корисного навантаження в Європейському центрі космічних досліджень і технологій ESA в Нідерландах, пояснив: «Хоча Solar Orbiter проходить досить близько до Сонця, він також йде досить далеко. Ми повинні пережити як сильну спеку, так і сильний холод».

Ці температури коливаються від мінус 300 градусів за Фаренгейтом у холодному космосі до 932 градусів за Фаренгейтом у найближчій точці до сонця, на відстані 26 мільйонів миль. Щоб впоратися з цією зміною, орбітальний апарат оснащений тепловим екраном вагою 324 фунти, який може відбивати величезне тепло та радіація, що знаходяться поблизу сонця, і які можуть витримувати температуру до 970 градусів Фаренгейт.

Екран складається з шарів тонких, як папір, аркушів титанової фольги, яка добре відбиває тепло, але не є надто важкою. Ці шари поміщені на основу з алюмінію, яка має форму стільника, щоб бути міцною, але водночас легкою, і покрита додатковою ізоляцією з фольги. Основа забезпечує міцність, до неї прикріплені титанові кронштейни, які утримують шари фольги на місці. Важливо, що в екрані є 10-дюймовий проміжок, який дозволяє теплу виходити в простір, а також вічка, через які можуть бачити прилади на борту.

І є останній шматок щита, але він досить старомодний для такого сучасного корабля. Щит покритий темним порошком, схожим на деревне вугілля або пігменти, які використовуються в стародавніх наскальних малюнках, що захищає корабель від ультрафіолетового сонячного випромінювання. «Смішно, що щось таке технологічно просунуте, як це, насправді дуже старе», — сказав Пакрос.

Виведення на орбіту з великим нахилом

The відбувається запуск у космічному стартовому комплексі 41 на мисі Канаверал, штат Флорида, з апаратом на борту ракети Atlas V United Launch Alliance. Щоб дістатися до своєї цілі, орбітальний апарат використовуватиме силу тяжіння Землі та Венери, щоб відхилитися від площини екліптики. Це плоска рівнина, яка приблизно виходить з екватора Сонця, на якій розташована більшість тіл у Сонячній системі.

Вийшовши з цієї площини, орбітальний апарат зможе побачити сонце під іншим кутом і побачити нові його області, як-от його полюси. «До Solar Orbiter усі прилади для отримання зображень Сонця знаходились у площині екліптики або дуже близько до неї», — Рассел Говард, космос вчений з Naval Research Lab у Вашингтоні, округ Колумбія, і головний дослідник одного з 10 інструментів Solar Orbiter, сказав у заява. «Тепер ми зможемо дивитися на сонце зверху».

По всій своїй місії орбітальний апарат досягне нахилу 24 градуси над екватором, можливо, підніметься до 33 градусів, якщо місія продовжиться на три роки, як планувалося.

Дві сонячні місії краще, ніж одна

Solar Orbiter — не єдиний інструмент, який ми маємо для дослідження Сонця. Сонячний зонд NASA Parker Solar Probe вийшов на орбіту навколо Сонця в 2018 році, і вже це зробив зроблені кадри сонячних вітрів і перше зображення з всередині атмосфери сонця. Сонячний зонд Parker подорожує ближче до Сонця, ніж Solar Orbiter, наближаючись лише на 4 мільйони миль від Сонця, але він має обмежене обладнання на борту.

Ідея полягає в тому, що два кораблі працюватимуть у тандемі, при цьому Parker вивчатиме сонце зблизька, а Orbiter збиратиме більше даних для контекстуалізації висновків Parker. Крім того, обидва апарати можна використовувати для вимірювання тих самих потоків сонячного вітру в різний час.

«Ми багато чому вчимося з Parker, і додавання Solar Orbiter до рівняння принесе ще більше знань», — сказала Тереза ​​Нівес-Шинчилла, заступник наукового співробітника проекту NASA для цієї місії.

Графік виконання місії

Після запуску Solar Orbiter повинен здійснити свій перший обліт Венери в грудні 2020 року, а потім здійснити свій один запланований обліт Землі в листопаді 2021 року. До 2022 року він здійснить перше близьке проходження сонця, наблизившись до 31 мільйона миль. До 2025 року він досягне нахилу 17 градусів, а до 2027 року досягне 24 градусів. Якщо місію продовжать, вона може тривати ще три роки на додаток до основної семирічної місії.

Рекомендації редакції

• Зображення Solar Orbiter показує кипляче, кипляче обличчя сонця
• Телескопи вмикають останній підхід Parker Solar Probe до Сонця
• Побачте спалах сонця завдяки Обсерваторії сонячної динаміки
• Зонд NASA став першим в історії, який «доторкнувся» до Сонця
• Solar Orbiter здійснить свій найризикованіший обліт перед польотом до сонця