Rakieta Atlas V z powodzeniem wyniosła w przestrzeń kosmiczną sondę Solar Orbiter. Wspólna misja ESA i NASA ma na celu zbadanie i wykonanie zdjęć słabo widocznych z Ziemi biegunów Słońca. Uczeni mają nadzieję, że dane zebrane podczas misji pozwolą dowiedzieć się więcej o naszej gwieździe oraz o heliosferze – gigantycznym „bąblu” wyrzucanej przez Słońce plazmy.

Sonda Solar Orbiter rozpoczęła swoją misję. Dzisiaj rano z kosmodromu Cape Canaveral na Florydzie wystartowała rakieta Atlas V ze statkiem kosmicznym. Celem misji są przede wszystkim słabo widoczne z Ziemie i niezbadane dotąd bieguny naszej gwiazdy. Naukowcy mają nadzieję na pozyskanie nowych informacji o Słońcu i o tym, w jaki sposób nasza gwiazda tworzy heliosferę – ogromną bańkę plazmy, która otacza cały Układ Słoneczny.

 

Misja do biegunów Słońca

Podróż sondy Solar Orbiter potrwa dwa lata. W planach są dwie asysty grawitacyjne z Wenus i jedna z Ziemią. Taki manewr zwiększy prędkość sondy, ale przede wszystkim zmieni orbitę statku, która będzie odchylała się od płaszczyzny, po której krążą planety. Ta unikalna trajektoria pozwoli sondzie wykonać i przesłać na Ziemię pierwsze w historii obrazy biegunów Słońca. Pomoże też wypełnić luki w modelach pola magnetycznego Słońca, które napędzają jego aktywność.

– Jako ludzie zawsze znaliśmy znaczenie Słońca dla życia na Ziemi. Obserwujemy je i badamy, w jaki sposób działa, ale wiemy też, że może zakłócać nasze codzienne życie, jeśli znajdziemy się na linii potężnej burzy słonecznej – powiedział Günther Hasinger, dyrektor naukowy ESA. – Pod koniec misji Solar Orbiter dowiemy się więcej o ukrytej sile odpowiedzialnej za zmieniające się zachowanie Słońca – dodał.

Dzięki zebranej wiedzy o aktywności Słońca można będzie nie tylko lepiej poznać słoneczne plamy czy dokładniej przewidywać zagrażające nam rozbłyski, ale także zrozumieć zachowanie innych, znacznie odleglejszych gwiazd. Wciąż nie wiemy, jak powstaje wiatr słoneczny, jaki mechanizm wytwarza pole magnetyczne Słońca, dlaczego  korona słoneczna jest tak gorąca. Tajemnice to rozjaśni właśnie ta misja. Taką przynajmniej mają nadzieję naukowcy.

W ciągu pierwszych kilku dni po uruchomieniu Solar Orbiter rozłoży swoje instrumenty naukowe i kilka anten, które będą odpowiadać z komunikację z Ziemią. Będą także gromadzić pierwsze dane naukowe. Faza rozruchu potrwa około trzech miesięcy. W tym czasie zespół zarządzający misją przeprowadzi kontrole 10 instrumentów naukowych statku kosmicznego, aby upewnić się, że działają poprawnie. Osiągnięcie początkowej orbity naukowej zajmie Solar Orbiter około dwóch lat.

Zasadnicza faza misji rozpocznie się w 2022 roku. Sonda będzie znajdować się wówczas w odległości około jednej trzeciej jednostki astronomicznej od gwiazdy. Misja obejmuje 22 bliskie podejścia do Słońca. Podczas najbliższego sonda znajdzie się 42 miliony kilometrów od naszej gwiazdy, bliżej niż Merkury.

– Dzisiejszy start to fantastyczny sukces wszystkich zespołów w Europie i Ameryce, które pracowały nad przygotowaniem misji. Z ciekawością czekamy na ekscytujące odkrycia, których dokona Solar Orbiter, gdy z takiego bliska spojrzy bezpośrednio na Słońce – powiedział Ian Walters, menedżer programu Solar Orbiter w Airbusie, firmie, która skonstruowała sondę.

 

Sonda Solar Orbiter

Sonda niesie ze sobą 210 kilogramów aparatury naukowej. Kadłub sondy ma wymiary 2,5 na 3,1 na 1,2 metra, całkowicie rozłożone anteny – rozpiętość 18 metrów, wysięgnik dla szczególnie podatnej na zakłócenia elektromagnetyczne aparatury – 4,4 metra, zaś trzy anteny – po 6,5 metra każda.

Wrażliwa na wysokie temperatury aparatura ukryta jest za osłoną termiczną, zbudowaną z wielu warstw tytanu pokrytego czarną powłoką fosforanu wapnia, która ułatwia wypromieniowanie ciepła w przestrzeń kosmiczną (podobną powłoką pokrywa się tytanowe implanty, aby lepiej integrowały się z kością).

Część instrumentów naukowych będzie mierzyć środowisko wokół statku kosmicznego, wykrywając takie rzeczy, jak pola elektryczne i magnetyczne oraz przepływające cząstki i fale. Instrumenty do teledetekcji zobrazują Słońce z daleka, wraz z jego atmosferą, gromadząc dane, które pomogą naukowcom zrozumieć wewnętrzne mechanizmy Słońca.

– Solar Orbiter zrobi niesamowite rzeczy. W połączeniu z innymi niedawno rozpoczętymi misjami NASA do badania Słońca zdobywamy nową wiedzę na temat naszej gwiazdy – powiedział Thomas Zurbuchen, zastępca administratora NASA. – Wraz z naszymi europejskimi partnerami wkraczamy w nową erę heliofizyki, która zmieni naukę o Słońcu i pomoże zwiększyć bezpieczeństwo astronautów podczas przyszłych podróży kosmicznych – dodał.

 

Polski wkład w misję Solar Orbiter

Jeden z sześciu instrumentów teledetekcyjnych – spektrometr/teleskop rentgenowski STIX, został zbudowany przy udziale polskich naukowców z Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk. To specjalny rodzaj teleskopu rentgenowskiego, który będzie rejestrował rozbłyski na Słońcu.

STIX opracowali wspólnie naukowcy ze Szwajcarii, Polski, Czech, Niemiec i Francji. Partnerami projektu są także Irlandczycy, Austriacy i Włosi, którzy będą odpowiadać za analizę i archiwizację zebranych danych. Wkład finansowy Polski w projekt STIX szacowany jest na 2-2,5 mln euro. Wynosi on ok. 20 proc. całości jego budżetu i ustępuje tylko wkładowi Szwajcarów.

Polscy eksperci z Centrum Badań Kosmicznych PAN w Warszawie i we Wrocławiu odpowiadali za sterujący teleskopem komputer i jego obudowę oraz oprogramowanie. Opracowali także testowy symulator detektorów i urządzenie do testowania komunikacji z sondą.

STIX będzie badać w zakresie rentgenowskim słoneczne rozbłyski. Chodzi o tzw. twarde promieniowanie rentgenowskie – fotony o energii od 4 keV do 150 keV, co odpowiada falom elektromagnetycznym o długości od 0,31 nm do 0,00827 nm (10 milionów razy krótsze, niż średnica ludzkiego włosa). Takie rozbłyski mogą zagrażać satelitom, a nawet ziemskiej infrastrukturze, w tym sieciom energetycznym.

– Sonda Solar Orbiter wyposażona jest w najlepsze z możliwych instrumentów, zbliży się do Słońca bardziej, niż to dotychczas było możliwe i zbada słabo widoczne z Ziemi bieguny – podkreślił dr Tomasz Mrozek z Zakładu Fizyki Słońca CBK PAN we Wrocławiu. – STIX pozwoli badać między innymi plamy słoneczne, ciemniejsze obszary na powierzchni Słońca. Plamy są chłodniejsze od powierzchni, ale obszary leżące zaledwie kilka tysięcy kilometrów nad nimi osiągają temperaturę rzędu milionów Kelwinów – dlatego wysyłają promieniowanie ultrafioletowe i rentgenowskie. Jednak nie cała emisja w zakresie rentgenowskim ma podłoże termiczne. Część jest wywołana przez wysokoenergetyczne cząstki – dodał naukowiec.

 

 

ŹródłoNASA, PAP