Новий космічний апарат вирушає до Сонця, щоб зробити перші знімки його північного та південного полюсів.

Solar Orbiter (Штучний супутник Сонця) — космічний зонд, створений у співпраці Європейським космічним агентством (European Space Agency, ESA) і NASA, — планують запустити із мису Канаверал 7 лютого 2020 року за допомогою ракети-носія «Атлас V». Він використає силу тяжіння Венери та Землі, щоб вийти із площини екліптики (у цій площині лежить екватор Сонця й орбіти всіх планет) й з висоти «пташиного польоту» уперше подивитися на полюси Сонця.

«До Solar Orbiter всі прилади, що давали змогу вивчати Сонце, містились у площині екліптики або дуже близько до неї», — сказав Рассел Говард (Russell Howard), науковий співробітник Військово-морської лабораторії у Вашингтоні та головний дослідник одного з десяти інструментів зонда Solar Orbiter. «Тепер ми зможемо дивитися на Сонце зверху».

Анімація, що демонструє сильно нахилену орбіту космічного апарата Solar Orbiter. Зображення з сайту www.nasa.gov.

«Це буде терра інкогніта», — сказав Даніель Мюллер (Daniel Müller), науковець місії з Європейського центру космічних досліджень та технологій у Нідерландах. «Це справді експериментальна наука».

Сонце відіграє головну роль у формуванні простору навколо нас. Його магнітне поле простягається далеко за Плутон, прокладаючи шлях для заряджених сонячних частинок, відомих як сонячний вітер. Коли сплески сонячного вітру збурюють магнітосферу Землі, то космічна погода змінюється так, що може становити небезпеку для діяльності супутників GPS та зв’язку. У гіршому випадку вона може навіть загрожувати астронавтам на орбіті.

Моделювання того, як потік сонячного вітру взаємодіє з магнітним полем Землі. Зображення з сайту www.nasa.gov.

Щоб «шторми», спричинені Сонцем, не були неочікуваними, науковці контролюють його магнітне поле. Але їх методи найкраще працюють за умови прямих спостережень; що більший кут огляду, то кращі дані. Погляд на полюси Сонця зсередини еліптичної площини дає значні прогалини в даних.

«Полюси особливо важливі для більш точного моделювання», — сказала Голлі Ґілберт (Holly Gilbert), науковець місії з Центру космічних польотів імені Ґоддарда (NASA) в Грінбелті, штат Меріленд. «Для прогнозування явищ космічної погоди нам потрібна досить точна модель глобального магнітного поля Сонця».

Полюси Сонця також можуть пояснити багатовікові спостереження. У 1843 році німецький астроном Самуель Генріх Швабе виявив, що кількість сонячних плям — темних плям на поверхні Сонця, що пов’язані з сильними магнітними полями, — зростає і спадає за певною закономірністю. Нині це називають 11-річним сонячним циклом, в якому Сонце змінюється від максимуму плям (у цей період воно активне), до їх мінімуму, коли наше світило спокійне. «Але ми не розуміємо, чому він триває 11 років, або чому деякі сонячні максимуми сильніші за інші», — сказала Ґілберт. Спостереження за зміною магнітного поля на полюсах може допомогти знайти відповідь.

Єдиним космічним апаратом, який досі літав над полюсами Сонця, також був спільний зонд ESA та NASA. Запущений у 1990 році, космічний апарат «Улісс» (Ulysses) здійснив три проходи навколо нашої зорі до того, як припинили його експлуатацію в 2009 році. Але «Улісс» ніколи не підходив до Сонця на близьку відстань й мав прилади, що давали змогу вивчати космічне середовище навколо космічного зонда. Натомість Solar Orbiter пройде всередині орбіти Меркурія, несучи чотири прилади для відстеження довколишньої обстановки та шість інструментів дистанційного зондування, які бачитимуть Сонце здалеку. «Ми зможемо фіксувати те, до чого ми “торкатимемося” за допомогою приладів довколишнього огляду, й те, що ми виявимо завдяки дистанційному зондуванню», — сказала Тереза ​​Нівес-Чінчілла (Teresa Nieves-Chinchilla), науковий співробітник місії від NASA.

Після багатьох років розвитку технологій це будуть найближчі до Сонця камери. «Ви не можете набагато ближче підійти, як це зробить Solar Orbiter, щоб все ще дивиться на Сонце», — сказав Мюллер.

Огляд місії ESA / NASA Solar Orbiter. Відео з сайту NASA

Упродовж семи років, поки триватиме місія, Solar Orbiter вийде на орбіту з кутом нахилу в 24 градуси над екватором Сонця. Далі протягом додаткових трьох років цей кут планують збільшити до 33 градусів. Найближча відстань космічного апарата від Сонця становитиме близько 42 мільйонів кілометрів (Для порівняння: космічний апарат NASA Parker Solar Probe підійде до Сонця на відстань менше 7 млн км, а мінімальна відстань Меркурія від Сонця становить 46 млн км — Ред.)

Для убезпечення від надмірного нагрівання Solar Orbiter має спеціально для нього виготовлений тепловий щит з титану й покритий фосфатом кальцію. Він витримує температуру майже 500 градусів за шкалою Цельсія — це в тринадцять разів вище температури до якої нагріваються від сонячних променів космічні апарати на орбіті Землі. П’ять приладів дистанційного зондування спостерігатимуть Сонце крізь віконця в цьому тепловому щиті, а один «слідкуватиме» за сонячним вітром у бік від нього.

Solar Orbiter буде другою основною місією NASA у внутрішній Сонячній системі за останні роки, після запуску «Сонячного зонда Паркера» в серпні 2018 року. Parker Solar Probe вже виконав чотири близьких проходів повз Сонце й пролетить в межах 7 мільйонів кілометрів від нього при мінімальному наближенні.

Два космічні апарати працюватимуть разом: коли «Паркер» братиме зразки сонячних частинок зблизька, Solar Orbiter буде отримувати зображення здалеку, доповнюючи спостереження. Обидва зонди також періодично будуть ставати «в лінію» для вимірювання однакових силових ліній магнітного поля або потоків сонячного вітру в різний час.

«Ми багато отримуємо даних від Parker Solar Probe і приєднання до нього Solar Orbiter принесе лише більше знань», — сказала Нівес-Чінчілла.

Solar Orbiter — це міжнародна місія, яку підготували Європейське космічне агентство та NASA. Європейський центр космічних досліджень та технологій (European Space Research and Technology Centre, ESTEC) в Нідерландах керував розробкою. Після запуску Європейський центр космічних операцій (European Space Operations Center, ESOC) у Німеччині буде працювати з Solar Orbiter. Зонд побудувала компанія Airbus Defense and Space. На його облавку встановлено 10 приладів: дев’ять  надали держави-члени ЄКА та ЄКА. NASA виготовило один набір інструментів (SoloHI) та надало детектори й обладнання для трьох інших приладів.

За інф. з сайту www.nasa.gov