НАСА выбирает миссии, которые изучат Солнце. Что они надеются там найти?

НАСА выбрало пять предложений для концептуальных исследований миссий, чтобы помочь лучше понять динамику Солнца и постоянно меняющуюся космическую среду, с которой оно взаимодействует вокруг Земли. Эта информация улучшит понимание Вселенной, а также предложит ключевую информацию, которая поможет защитить космонавтов, спутники и сигналы связи, такие как GPS, в космосе. Рассказываем подробнее о каждой из этих миссий, как пройдет следующий этап отбора и что ученые надеются найти.

Какие миссии будут запущены?

Каждое из этих исследований «среднего класса» получит $1,25 млн на проведение девятимесячного исследования концепции миссии. По окончании периода исследования НАСА выберет до двух предложений для запуска. Каждая потенциальная миссия имеет отдельную возможность запуска и временные рамки.

«Мы постоянно ищем миссии, в которых используются новейшие технологии и новаторские подходы, чтобы раздвинуть границы науки», — заявил Томас Зурбухен, помощник администратора Управления научных миссий НАСА в Вашингтоне. «Каждое из этих предложений дает возможность наблюдать то, что мы никогда раньше не видели, или предоставить беспрецедентное понимание ключевых областей исследований, и все это для дальнейшего изучения Вселенной, в которой мы живем».

Программа НАСА по гелиофизике исследует гигантскую взаимосвязанную систему энергии, частиц и магнитных полей, заполняющую межпланетное пространство, систему, которая постоянно изменяется в зависимости от истечения Солнца и его взаимодействия с пространством и атмосферой вокруг Земли.

Что такое гелиофизика и что изучает НАСА?

Изучение Солнца и его взаимодействия с Землей и Солнечной системой называется гелиофизикой.

Для этого необходимо рассматривать солнце, гелиосферу и планетную среду как элементы единой взаимосвязанной системы — системы, которая содержит динамическую космическую погоду и которая развивается в ответ на солнечные, планетарные и межзвездные условия.

Роль отдела гелиофизики НАСА состоит в том, чтобы ответить на следующие вопросы о поведении этой системы.

  • Что заставляет солнце меняться?
  • Как реагируют Земля и гелиосфера?
  • Каково влияние на человечество?

«Будь то изучение физики нашей звезды, изучение полярного сияния или наблюдение за движением магнитных полей в космосе, гелиофизическое сообщество стремится исследовать космическую систему вокруг нас с различных точек зрения, — подчеркнул Ники Фокс, директор отдела гелиофизики. Подразделение в Управлении научных миссий НАСА. — Мы тщательно выбираем миссии, чтобы обеспечить идеально размещенные датчики по всей Солнечной системе, каждая из которых предлагает ключевую перспективу для понимания пространства, в котором все чаще путешествуют человеческие технологии и люди».

Магнитное поле Земли действует как защитный щит вокруг планеты, отталкивая и задерживая заряженные частицы от Солнца. Но над Южной Америкой и южной частью Атлантического океана необычно слабое место в поле, называемое Южно-Атлантической аномалией, или SAA, позволяет этим частицам опускаться ближе к поверхности, чем обычно. В настоящее время SAA не оказывает видимого воздействия на повседневную жизнь на поверхности. Однако недавние наблюдения и прогнозы показывают, что регион расширяется на запад и продолжает ослабевать. Южно-Атлантическая аномалия также представляет интерес для ученых НАСА, занимающихся Землей, которые отслеживают изменения в магнитной силе там, как из-за того, как такие изменения влияют на атмосферу Земли, так и в качестве индикатора того, что происходит с магнитными полями Земли глубоко внутри земного шара

Как проходил отбор новых миссий?

Каждое из новых предложений направлено на то, чтобы добавить новый кусочек головоломки к пониманию более крупной системы: некоторые с помощью взгляда на Солнце, некоторые с помощью наблюдений ближе к Земле.

Предложения были отобраны на основе потенциальной научной ценности и осуществимости планов развития. Стоимость исследования в конечном итоге выбранного для полета будет ограничена $250 млн и финансируется программой НАСА Heliophysics Explorers.

Для концептуальных исследований были выбраны следующие предложения:

Солнечно-земной наблюдатель отклика магнитосферы (STORM)

STORM (Solar-Terrestrial Observer for the Response of the Magnetosphere) предоставит первое в истории глобальное изображение обширной системы космической погоды, в которой постоянный поток частиц от Солнца — солнечный ветер — взаимодействует с системой магнитного поля Земли, магнитосферой. Используя комбинацию инструментов наблюдения, которые позволяют как удаленный просмотр магнитных полей Земли, так и мониторинг солнечного ветра и межпланетного магнитного поля на месте, STORM будет отслеживать путь, по которому энергия течет в околоземное пространство и в нем. Решая некоторые из наиболее актуальных вопросов в науке о магнитосфере, этот всеобъемлющий набор данных обеспечит общесистемный обзор событий в магнитосфере, чтобы наблюдать, как один регион влияет на другой, помогая распутать то, как явления космической погоды циркулируют вокруг нашей планеты. STORM возглавляет Дэвид Сибек из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте.

HelioSwarm: природа турбулентности в космической плазме

HelioSwarm будет наблюдать за солнечным ветром в широком диапазоне масштабов, чтобы определить фундаментальные процессы космической физики, которые приводят энергию от крупномасштабного движения к каскадному переходу вниз к более мелким масштабам движения частиц в плазме, заполняющей пространство, процесс, который приводит к нагреву такой плазмы. Используя рой из девяти космических аппаратов SmallSat, HelioSwarm будет собирать многоточечные измерения и сможет выявить трехмерные механизмы, которые управляют физическими процессами, имеющими решающее значение для понимания нашего окружения в космосе. HelioSwarm возглавляет Харлан Спенс из Университета Нью-Гэмпшира в Дареме.

Многощелевой Solar Explorer (MUSE)

MUSE (Multi-slit Solar Explorer) будет обеспечивать высокочастотные наблюдения механизмов, управляющих множеством процессов и событий в атмосфере Солнца — короны — включая то, что вызывает солнечные извержения, такие как солнечные вспышки, а также то, что нагревает корону до температур, намного превышающих температуру Солнца. MUSE будет использовать прорывные методы спектроскопии изображений для наблюдения радиального движения и нагрева с разрешением в 10 раз превышающим текущее и в 100 раз быстрее, что является ключевой возможностью при изучении явлений, управляющих процессами нагрева и извержения, которые происходят в более коротких временных масштабах, чем могли быть у предыдущих спектрографов. Такие данные позволят провести расширенное численное моделирование Солнца и помогут раскрыть давние вопросы о нагреве короны и причинах космических погодных явлений, которые могут послать гигантские всплески солнечных частиц и энергии к Земле.

Реконструкция полярных сияний CubeSwarm (ARCS)

ARCS (Auroral Reconstruction CubeSwarm) будет исследовать процессы, которые способствуют возникновению полярных сияний в масштабах, которые редко изучались: в промежуточном масштабе между меньшими локальными явлениями, ведущими непосредственно к видимому сиянию, и более крупной глобальной динамикой системы космической погоды, проходящей через ионосферу и термосферу. Добавляя важную информацию для понимания физики на границе между нашей атмосферой и космосом, эти наблюдения дадут представление обо всей магнитосферной системе, окружающей Землю. Миссия будет использовать инновационный распределенный набор датчиков, развернув 32 CubeSat и 32 наземные обсерватории. Комбинация инструментов и пространственного распределения позволила бы получить исчерпывающую картину движущих сил и реакции авроральной системы на магнитосферу и обратно.

Солярис: раскрытие тайн полюсов Солнца

Солярис будет решать фундаментальные вопросы физики Солнца и звезд, на которые можно ответить только с учетом полюсов Солнца. Солярис будет наблюдать три вращения Солнца над каждым его полюсом, чтобы получить наблюдения света, магнитных полей и движения на поверхности, фотосфере. Космические исследователи никогда не собирали изображения полюсов Солнца, хотя орбитальный аппарат ESA/NASA Solar Orbiter впервые предоставит виды под косым углом в 2025 году. Лучшее знание физических процессов, видимых с полюса, необходимо для понимания глобальной динамики всего Солнца, включая то, как магнитные поля развиваются и перемещаются по всей звезде, что приводит к периодам большой солнечной активности и извержениям примерно каждые 11 лет. Solaris возглавляет Дональд Хасслер из Юго-Западного исследовательского института в Боулдере, штат Колорадо.

Читать также

Ореол Андромеды приближается к нашей галактике. Рассказываем, почему это важно

Ученые выяснили, что происходит с черной дырой после поглощения звезды

Симптомы коронавируса у детей. На что стоит обратить внимание?

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Найден необычный способ бороться с хроническим стрессом
Наука
Посмотрите на самый редкий торнадо, который пронесся над США
Наука
Над Землей пролетел астероид, который вращался быстрее всех остальных
Космос
Ученые показали лицо женщины, которая жила 75 000 лет назад
Наука
Анализ генов показал, как древние водоросли вышли на поверхность планеты
Наука
Древняя технология поможет вырастить растения на Марсе, считают ученые
Космос
Физики из MIT добились рекордной близости между атомами для квантовых исследований
Наука
В Германии на ветряную электростанцию впервые установили деревянные лопасти
Новости
Инженеры разработали искусственную пиявку для безболезненного забора крови у детей
Наука
Solar Orbiter запечатлел «пушистую» корону Солнца в завораживающих деталях
Космос
Китай отправляет миссию на обратную сторону Луны: как смотреть онлайн
Космос
ИИ нашел асимметрию материи и антиматерии на Большом адронном коллайдере
Наука
TikTok вернулся в Россию? Что известно прямо сейчас
Новости
В Японии разработали устройство 6G, которое передает данные со скоростью 100 Гбит/с
Новости
Климатологи объяснили формирование в Антарктиде полыньи размером с Чехию
Наука
Частые кризисы повысили способность человечества выживать
Наука
Физики наблюдали кота Шредингера — превращение атомов из частиц в волну
Наука
Найдена самая глубокая дыра в мире
Наука
«Вышка» заряжает карьеру в IT
Технологии
Ученые создали клей, который работает как паутина Человека-паука (почти)
Наука