Через две недели после мягкой посадки на Луну станции «Чандраян-3» Индийское агентство космических исследований (ISRO) запустило первую для страны миссию по исследованию Солнца из космоса. 2 сентября ракета-носитель вывела на орбиту Земли обсерваторию «Адитья-L1». «Хайтек» рассказывает, какие приборы будет использовать телескоп и какие тайны звезды он будет изучать.
Добившись успеха на Луне, Индия направляется исследовать Солнце. 2 сентября с космодрома в Космическом центре имени Сатиша Дхавана на острове Шрихарикота стартовала миссия «Адитья-L1». Ракета-носитель PSLV вывела полезную нагрузку на низкую околоземную орбиту, откуда обсерватория отправится в путешествие к месту работы.
Где будет работать «Адитья-L1»?
«Адитья» в переводе с санскрита означает Солнце. А вторая часть названия миссии содержит отсылку к месту назначения космической обсерватории. «Адитья-L1» после проверки работы приборов запустит бортовые двигатели и продолжит движение в направлении точки Лагранжа L1 системы Земля — Солнце, расположенной в 1,5 млн км от нашей планеты.
В течение 16 дней обсерватория будет двигаться по околоземной орбите, выполнив пять маневров, чтобы набрать нужную для межпланетного путешествия скорость. После этого станция отправится в 110 дневное путешествие по направлению к точке L1. Завершающий маневр выведет станцию на гало-орбиту неправильной формы у точки Лагранжа в плоскости, примерно перпендикулярной линии, соединяющей Землю и Солнце.
Точки Лагранжа — условные области в системе из двух крупных тел, в которых третье тело с пренебрежимо малой массой не испытывает другого воздействия кроме гравитационного притяжения от массивных объектов. В системе из двух тел таких точек 5. Подробнее о свойствах и применении точек Лагранжа «Хайтек» рассказывал в обзоре.
Точка L1 находится на оси, которая связывает центры масс двух массивных тел, в данном случае Солнца и Земли. Гало-орбитой называют периодическую трехмерную траекторию у таких точек, двигаясь по которой космический аппарат сохраняет стабильное местоположение при минимальном использовании корректирующих двигателей.
Преимущество точки L1 в том, что космический аппарат, расположенный в этой области, постоянно наблюдает за Солнцем без покрытий или затмений от других объектов. Кроме того, солнечный ветер и потоки частиц от солнечных вспышек и корональных выбросов массы попадают в точку L1 до столкновения с атмосферой и магнитосферой Земли и не испытывают искажений.
С начала космических исследований различные миссии использовали точку Лагранжа L1 для изучения Солнца. Например, с 1996 года здесь работает космическая обсерватория SOHO — совместный проект НАСА и Европейского космического агентства.
Какие приборы использует космический телескоп?
На борту «Адитья-L1» установлено семь исследовательских приборов: три из них предназначены для изучения солнечного ветра в непосредственной близости от обсерватории, а четыре — для дистанционного наблюдения за поверхностью (фотосферой) и внешней атмосферой (короной) Солнца.
Приборы для дистанционного наблюдения исследуют солнечное излучение на разных длинах электромагнитных волн:
- Коронограф VELC. Прибор для наблюдения за солнечной короной в видимом свете и изучения спектра излучения.
- Телескоп SUIT. Ультрафиолетовый телескоп, предназначенный для визуализации и изучения фотосферы (видимой поверхности) и хромосферы (внешней оболочки) звезды.
- Спектрометр SoLEXS. Прибор для изучения рентгеновского излучения Солнца с энергией от одного до 22 кэВ.
- Спектрометр HEL1OS. Прибор для изучения рентгеновского излучения солнечных вспышек в диапазоне энергий от 10 до 150 кэВ.
Три других прибора будут измерять заряженные частицы, влияющие на космическую погоду:
- Эксперимент ASPEX. Прибор для анализа распределения энергии протонов и альфа-частиц в солнечном ветре.
- Анализатор PAPA. Прибор для анализа распределения скорости электронов и протонов солнечного ветра.
- Магнитометр MAG. Прибор с тремя распределенными датчиками для измерения гелиосферного магнитного поля и влияния корональных выбросов массы.
Зачем нужна еще одна солнечная обсерватория?
Одной из центральных загадок физики Солнца на протяжении десятилетий остается проблема нагрева солнечной короны. Внешняя атмосфера нашей звезды нагревается до температуры, превышающей 1 000 000 °С. При этом температура фотосферы в 200 раз меньше — около 5 500 °С. Одно из объяснений этого эффекта связано с высокочастотными магнитными волнами, которые переносят энергию в корону.
«Адитья-L1» — космическая обсерватория, которая оборудована приборами для наблюдения за Солнцем в высоком разрешении на разных длинах электромагнитных волн от видимого света до ближнего ультрафиолета и рентгеновского излучения. Анализ собранных данных поможет изучить физику нагрева короны, подтвердить существующие гипотезы либо описать ранее неизвестные процессы и эффекты.
Другое направление научных исследований — анализ космической погоды. Приборы телескопа исследуют динамику солнечных вспышек и корональных выбросов массы, чтобы лучше понять природу солнечной активности и научиться предсказывать такие событие. Столкновение Земли с потоком заряженных частиц вызывает геомагнитные бури, которые влияют на работу приборов, спутниковую навигацию и электросети.
Также обсерватория изучит свойства солнечного ветра — потока заряженных частиц, постоянно истекающего из солнечной короны. Обсерватория измерит распределение протонов, электронов, альфа-частиц и других компонентов солнечного ветра и направление их движения. Одна из научных задач — понять, когда и почему он ускоряется.
В точке Лагранжа L1 за пределами магнитосферы Земли уже работает солнечная обсерватория SOHO. Но эта миссия запущена еще в 1995 году. Работа SOHO продлена до 2025 года, но на ее борту установлены не самые современные приборы. «Адитья-L1» в случае успеха миссии расширит возможности для наблюдения за активностью Солнца, космической погодой и солнечным ветром.
Читать далее:
Физики впервые наблюдали «кольца Алисы»: квантовый вход в «зазеркалье»
Исследователи превратили раковые клетки в мышечную ткань
Посмотрите, как Сатурн максимально приблизился к Земле
На обложке: иллюстрация миссии. Изображение: ISRO