Solar Orbiter. К солнечным полюсам

Вскоре ожидается запуск космического аппарата Solar Orbiter, который впервые в истории сможет с близкого расстояния исследовать полюса Солнца. Старт Solar Orbiter был назначен на 5 февраля, но из-за сложных погодных условий перенесен на 10 февраля.

Хотя активность Солнца, в том числе солнечный ветер, изучается уже много десятилетий, до сих пор остается немало неразрешенных вопросов, связанных с ними. Особенный интерес представляет влияние магнитного поля Солнца на поток частиц, распространяющихся от Солнца во внешнее пространство. Известно, что именно с изменениями в магнитном поле Солнца связаны появления и исчезновения солнечных пятен, вспышки и изменения в потоке солнечного ветра. Но точная модель магнитосферы Солнца еще не построена, следовательно, невозможно оперативно предсказывать все эти события. Исследование магнитного поля Солнца и его взаимодействия с солнечным ветром представляют не только теоретический интерес. Солнечная активность воздействует на магнитное поле Земли, вызывая не только красивые полярные сияния, но и сбои в работе систем связи и даже воздействуют на состояние здоровья людей. Не до конца выяснена и роль, которую солнечный ветер играет в процессах, происходящих в земной атмосфере.

Космический аппарат Solar Orbiter, разработанный Европейским космическим агентством, должен будет добыть новую информацию о магнитосфере Солнца и солнечном ветре, исследовав полюса Солнца, которые малодоступны для наблюдения с Земли. Для этого его выведут на специальную орбиту. За три года с момента запуска Solar Orbiter, совершив несколько гравитационных маневров у Земли и Венеры, достигнет своей рабочей эллиптической орбиты, где минимальное расстояние до Солнца будет составлять 0,284 астрономической единицы, а максимальное — 0,9 астрономической единицы. В течение примерно четырех лет работы он, снова используя гравитационное влияние Венеры, станет постепенно менять наклон плоскости своей орбиты от 0° до 25°, что позволит ему лучше наблюдать полюса Солнца. Период обращения составит 150 дней. Если окажется возможным продолжить миссию, то наклон может возрасти и до 34°.

Сравнительные размеры Солнца, видимого с Земли, и с максимально близкой к Солнцу точки орбиты Solar Orbiter (0,284 астрономической единицы)

Аппарат был сооружен компанией Airbus. Его масса составляет 1800 килограммов, полезная нагрузка — 190 килограммов. Размеры Solar Orbiter — 2,5 на 3 метра. NASA участвует в проекте, обеспечивая вывод аппарата в космос. Для старта выбран космический стартовый комплекс 41 (SLC-41) базы ВВС США на мысе Канаверал. Будет использована ракета-носитель Atlas V.

Над научными инструментами Solar Orbiter работали ученые из многих научных учреждений семнадцати стран, а также США. Приборы делятся на два типа: одни производят измерения непосредственно вокруг самого аппарата (in situ), другие предназначены для дистанционного зондирования, то есть получают информацию на большом расстоянии. Все собранные данные будут приниматься Европейским центром управления полетами, штаб-квартира которого находится в Дармштадте, а принимающие станции — в Бельгии, Норвегии, на Аляске и на Фарерских островах. Затем они будут распределяться по исследовательским группам, работающим с конкретными научными инструментами. В конце концов, вся полученная информация будет поступать в научный архив Европейского космического агентства, который открыт для исследователей со всего мира.

• EPD — детектор энергетических частиц. Предназначен для измерения потока частиц, проходящего мимо аппарата. Главный исследователь — Хавьер Родригес-Пачеко (Javier Rodríguez-Pacheco), Университет Алькалы, Испания.
• MAG — магнитометр для высокоточного измерения магнитного поля Солнца. Главный исследователь — Тим Хорбери (Tim Horbury), Имперский колледж Лондона, Великобритания.
• RPW — радио-плазменный анализатор волн, для измерения магнитных и электрических полей с высоким временным разрешением, единственный прибор Solar Orbiter, собирающий данные как in situ, так и в режиме дистанционного зондирования. Главный исследователь — Милан Максимович (Milan Maksimovic), Лаборатория космических исследований и инструментальной астрофизики, Парижская обсерватория, Франция.
• SWA — анализатор солнечного ветра, состоит из набора датчиков, которые будут измерять такие свойства солнечного ветра, как плотность, скорость и температура, а также анализировать его состав. Главный исследователь — Кристофер Оуэн (Christopher Owen), Лаборатория космических наук Малларда, Великобритания.
• EUI — экстремальный ультрафиолетовый тепловизор, который должен будет получать изображения хромосферы, переходной зоны и короны Солнца. Главный исследователь — Давид Бергманс (David Berghmans), Королевская обсерватория Бельгии, Брюссель, Бельгия.
• Metis — коронограф, который будет снимать корону Солнца одновременно в видимом и ультрафиолетовом диапазоне, что позволит выявить покажет структуру и динамику солнечной атмосферы в беспрецедентных деталях на расстоянии от 1,7 до 4,1 радиусов Солнца. Главный исследователь — Марко Ромоли (Marco Romoli), Национальный институт астрофизики, Флорентийский университет, Италия.
• PHI — поляриметрический и гелиосейсмический томограф, который будет измерять магнитное поле солнечной фотосферы и одновременно составлять карту ее поверхности в видимом диапазоне. Главный исследователь — Сами Соланки (Sami Solanki), Институт исследований Солнечной системы Общества Макса Планка, Германия.
• SoloHI — гелиосферный тепловизор, будет получать изображения солнечного ветра, захватывая свет, рассеиваемый летящими электронами. Главный исследователь — Рассел А. Ховард (Russell A. Howard), Научно-исследовательская лаборатория ВМС США, Вашингтон.
• SPICE — спектральная визуализация корональной среды. Прибор предназначен для изучения характеристик переходной зоны и короны Солнца, Главный исследователь — Фредерик Ошер (Frédéric Auchère), Институт космической астрофизики, Университет Париж–XI, Орсе, Франция.
• STIX — рентгеновский спектрометр/телескоп. Главный исследователь — Сем Крукер (Säm Krucker), Университет прикладных наук Северо-Западной Швейцарии, Виндиш, Швейцария.