Исследуя Солнце со швейцарской точностью

Ближе всего к Солнцу зонд подлетит в октябре 2022 года. ESA

Почему Солнце — огненный шар? Чтобы лучше понять наше светило, на рандеву с ним недавно был отправлен европейский космический зонд со швейцарским рентгеновским детектором на борту. Аппарат приблизится к Солнцу на расстояние в 42 миллиона километров, и это действительно экстремально близко, ведь эта дистанция в четыре раза меньше, чем расстояние между Солнцем и Землей, то есть космическому зонду надо будет очень постараться, чтобы не повторить судьбу Икара.

​​​​​​​

Космический зонд Solar Orbiter, который был запущен 10 февраля 2020 года на рассвете (по швейцарскому времени) при помощи ракеты-носителя «Атлас-5», скрыт за солидным теплозащитным экраном, который способен выдерживать температуру 520 градусов по Цельсию, притом что вокруг него будет царить почти абсолютный холод температурой около −170 градусов.

Аппарат принадлежит Европейскому космическому агентству (European Space Agency — ESAВнешняя ссылка), габаритами и весом он напоминает большой автомобиль. Разработали зонд европейцы в сотрудничестве с американскими коллегами из НАСАВнешняя ссылка. Проект стоил 1,5 миллиарда евро. Зонд будет контролировать «перепады настроения» нашей звезды.

Зачем? Потому что ученым еще многое неясно в том, как работает солнце, от активности которого во многом зависит климат на земле. Например, почему циклы активности солнца имеют 11-летний интервал? Или: как это получается, что температура плазмы в солнечной короне превышает полтора миллиона градусов, а поверхность Солнца «едва разогрета» до «каких-то» 6 000 градусов Цельсия?

Космический зонд Solar Orbiter скрыт за теплозащитным экраном, который способен выдерживать температуру до 520 градусов по Цельсию. ESA

Понимание механизмов, стоящих за такими феноменами, может иметь огромное не только теоретическое, но и чисто прикладное значение, ведь «прихоти» Гелиоса могут быть опасны для как для космонавтов, так и для искусственных спутников Земли. Среди таких прихотей — солнечный ветер. 

Он состоит из электронов, протонов, альфа-частиц и других ионов солнечного происхождения, будучи неравновесной системой с высоким уровнем турбулентности. В атмосфере он вызывает красивое северное сияние, но при этом он может быть смертелен для живых клеток. Кроме того, он может нарушать работу коммуникационных спутниковых каналов.

Премьера для швейцарского ВУЗа

На борту зонда Solar Orbiter находится десять научных приборов, в том числе STIXВнешняя ссылка, рентгеновский телескоп, разработанный экспертами Университета прикладных наук Северо-Западной Швейцарии (Fachhochschule NordwestschweizВнешняя ссылка). Это во всех смыслах огромная и важная премьера для этого учебного заведения. Впрочем, швейцарцы тут вовсе не одиноки. 

«Такие приборы и инструменты всегда создаются в международном сотрудничестве», — подчеркивает Самюэль Крукер (Samuel KruckerВнешняя ссылка), курировавший проект. За его плечами более 20 лет изучения в Швейцарии и в США (Калифорния) проблем физики солнечных вспышекВнешняя ссылка.

«В создание телескопа STIX свои силы и знания вложили коллеги из семи европейских стран. Но более половины расходов было покрыто Швейцарией, так что это швейцарский проект. Мы работали с Институтом Пауля Шерера (Paul Scherrer InstitutВнешняя ссылка), а нашим важнейшим промышленным партнером является лозаннская компания Almatech — Space & Naval EngineeringВнешняя ссылка», — рассказывает профессор Крукер.

Детектор STIX будет анализировать высокоэнергетические рентгеновские лучи, которые возникают при сильном ускорении заряженных частиц (тормозное излучение) либо при высокотемпературных переходах в электронных оболочках атомов или молекул.

«Это вовсе не классический телескоп с зеркалом. Представьте себе окно с металлическими занавесками. Мы измеряем, так сказать, ветер, который приводит к колыханию этих занавесок. Речь идет, таким образом, не о прямом, но о косвенном наблюдении, позволяющем, тем не менее, воссоздать общую картину», — объясняет С. Крукер.

Навстречу Солнцу, мимо Венеры и Земли

На таком рекордно коротком расстоянии до Солнца измерения станут куда более точными, чем когда-либо прежде. Объединив результаты работы детектора STIX с результатами работы других измерительных приборов, ученые надеются получить очень точную картину механизмов, которыми пользуется Солнце для излучения своей энергии.

Зонд Solar Orbiter был запущен в космос американской ракетой «Атлас 5». Затем ракета переведет зонд на эллиптическую орбиту вокруг Солнца. Зонду предстоит сделать не менее 22 оборотов вокруг нашей звезды. Самое короткое расстояние между зондом и Солнцем будет даже меньше, чем расстояние между Солнцем и планетой Меркурий.

Зонд запущен к Солнцу не просто по прямой линии. Траектория полета солнечного орбитального аппарата была синхронизирована с орбитой Венеры. Во время своего путешествия космический аппарат пройдет мимо планеты восемь раз (мимо Земли — один раз). Гравитация Венеры будет так менять орбиту зонда, что каждый раз он будет по-разному расположен относительно Солнца и особенно его полюсов.

Дорога к Солнцу зонда Solar Orbiter:

А здесь вы можете увидеть никогда ранее не демонстрировавшиеся виды солнечной поверхности, сделанные с помощью телескопа Daniel K. Inouye Solar Telescope (DKIST) на Гавайях: