NASA si vybírá mise ke studiu Slunce. Co tam doufají najít?

Jaké mise budou zahájeny?

Každá z těchto studií „střední třídy“ obdrží 1,25 milionu dolarů na provedení

devítiměsíční studie konceptu mise.Na konci studijního období NASA vybere až dva návrhy ke startu. Každá potenciální mise má samostatnou příležitost ke spuštění a časový rámec.

"Neustále hledáme mise, které využívají."nejnovější technologie a inovativní přístupy, které posouvají hranice vědy, “řekl Thomas Zurbuchen, asistent administrátora vědecké mise NASA ve Washingtonu DC. „Každá z těchto nabídek nabízí příležitost sledovat něco, co jsme nikdy předtím neviděli, nebo poskytnout nebývalý pohled na klíčové oblasti výzkumu, a to vše za účelem dalšího prozkoumání vesmíru, ve kterém žijeme.“

Heliofyzický program NASA prozkoumáváobří propojený systém energie, částic a magnetických polí, který vyplňuje meziplanetární prostor, systém, který se neustále mění v závislosti na odtoku Slunce a jeho interakci s prostorem a atmosférou kolem Země.

Co je heliofyzika a co NASA studuje?

Studium Slunce a jeho interakce se Zemí a sluneční soustavou se nazývá heliofyzika.

K tomu je třeba vzít v úvahu slunce,heliosféra a planetární prostředí jako prvky jediného vzájemně propojeného systému - systému, který obsahuje dynamické vesmírné počasí a který se vyvíjí v reakci na sluneční, planetární a mezihvězdné podmínky.

Úlohou divize heliofyziky NASA je odpovídat na následující otázky týkající se chování tohoto systému.

  • Co způsobuje změnu slunce?
  • Jak reagují Země a heliosféra?
  • Jaký je dopad na lidstvo?

"Ať už studiem fyziky naší hvězdy, studováním."Aurora Borealis nebo pozorováním pohybu magnetických polí ve vesmíru je heliofyzická komunita odhodlána zkoumat vesmírný systém kolem nás z různých perspektiv, “řekl Nicky Fox, ředitel heliofyziky. Divize ředitelství vědeckých misí NASA. „Pečlivě vybíráme mise, abychom zajistili ideálně umístěné senzory v celé sluneční soustavě, z nichž každá nabízí klíčovou perspektivu pro pochopení prostoru, ve kterém lidská technologie a lidé stále častěji cestují.“

Zemské magnetické pole působí jako ochranný štítkolem planety, odpuzuje a zadržuje nabité částice ze Slunce. Ale nad Jižní Amerikou a jižním Atlantickým oceánem umožňuje neobvykle slabé místo v oblasti zvané jihoatlantická anomálie neboli SAA, aby tyto částice klesly blíže k povrchu než obvykle. SAA v současné době nemá žádný viditelný dopad na každodenní povrchovou životnost. Nedávná pozorování a předpovědi však ukazují, že se region rozšiřuje na západ a nadále oslabuje. Jižní atlantická anomálie je také zajímavá pro vědce Země z NASA, kteří zde sledují změny magnetické síly, a to jak kvůli tomu, jak tyto změny ovlivňují zemskou atmosféru, tak jako indikátor toho, co se hluboce děje s magnetickými poli Země. uvnitř zeměkoule

Jak byly vybrány nové mise?

Každý z nových návrhů je zaměřen napřidat nový kousek skládačky k pochopení většího systému: některé pohledem na Slunce, jiné pozorováním blíže k Zemi.

Návrhy byly vybrány na základě potenciáluvědeckou hodnotu a proveditelnost rozvojových plánů. Náklady na studii, která byla nakonec vybrána pro let, budou omezeny na 250 milionů dolarů a budou financovány z programu NASA Heliophysics Explorers.

Pro koncepční studie byly vybrány následující návrhy:

Pozorovatel reakce na sluneční a pozemskou magnetosféru (STORM)

STORM (Solar-Terrestrial Observer for theReakce magnetosféry poskytne vůbec první globální snímek obrovského vesmírného meteorologického systému, ve kterém neustálý tok částic ze Slunce – sluneční vítr – interaguje se systémem magnetického pole Země, magnetosférou. Pomocí kombinace pozorovacích přístrojů, které umožňují jak vzdálené sledování magnetických polí Země, tak in situ monitorování slunečního větru a meziplanetárního magnetického pole, bude STORM sledovat cestu, po které energie proudí do a do blízkozemského prostoru. Tento komplexní soubor dat, který řeší některé z nejnaléhavějších otázek magnetosférické vědy, poskytne celosystémový pohled na události v magnetosféře, aby bylo možné pozorovat, jak jedna oblast ovlivňuje druhou, a pomůže tak odhalit, jak události vesmírného počasí obíhají kolem naší planety. STORM vede David Seebeck z Goddard Space Flight Center NASA v Greenbeltu.

HelioSwarm: povaha turbulencí v kosmické plazmě

HelioSwarm bude sledovat sluneční vítrširoká škála měřítek k definování základních procesů vesmírné fyziky, které pohánějí energii od pohybu ve velkém měřítku po kaskádování dolů k menším měřítkům pohybu částic v plazmě vyplňující prostor, což je proces, který takovou plazmu zahřívá. Pomocí roje devíti kosmických lodí SmallSat bude HelioSwarm sbírat vícebodová měření a bude schopen identifikovat trojrozměrné mechanismy, které řídí fyzické procesy kritické pro pochopení našeho prostředí ve vesmíru. HelioSwarm vede Harlan Spence z University of New Hampshire v Durhamu.

Multi-slot Solar Explorer (MUSE)

MUSE (Multi-slit Solar Explorer) budeposkytují vysokofrekvenční pozorování mechanismů, které řídí mnoho procesů a událostí ve sluneční atmosféře – koróně – včetně toho, co způsobuje sluneční erupce, jako jsou sluneční erupce, a také to, co ohřívá korónu na teploty mnohem vyšší, než je teplota Slunce. MUSE bude používat průlomové techniky zobrazovací spektroskopie k pozorování radiálního pohybu a zahřívání s 10krát vyšším rozlišením a 100krát rychleji, což je klíčová schopnost při studiu jevů, které řídí procesy zahřívání a erupce, ke kterým dochází v kratších časových měřítcích, než bylo dříve možné u předchozích spektrografů. Taková data umožní pokročilé numerické simulace Slunce a pomohou vyřešit dlouhodobé otázky o koronálním ohřevu a příčinách jevů kosmického počasí, které mohou vyslat obří výbuchy slunečních částic a energie směrem k Zemi.

Rekonstrukce polární záře CubeSwarm (ARCS)

ARCS (Auroral ReconstructionCubeSwarm bude zkoumat procesy, které přispívají k polární záři v měřítkách, které byly jen zřídka studovány: ve středním měřítku mezi menšími místními událostmi vedoucími přímo k viditelným polárním zářím a větší globální dynamikou systému kosmického počasí procházejícího ionosférou a termosférou. Tato pozorování přidávají důležité informace k pochopení fyziky na rozhraní mezi naší atmosférou a vesmírem a poskytnou vhled do celého magnetosférického systému obklopujícího Zemi. Mise bude využívat inovativní distribuovanou řadu senzorů, rozmístících 32 CubeSatů a 32 pozemních observatoří. Kombinace přístrojů a prostorového rozložení by poskytla ucelený obrázek o hnacích silách a odezvách polárního systému do a z magnetosféry.

Solaris: Odhalení tajemství slunečních pólů

Solaris se bude zabývat zásadními problémyfyzika slunce a hvězd, na kterou lze odpovědět pouze při zohlednění pólů slunce. Solaris bude pozorovat tři rotace Slunce nad každým z jeho pólů, aby získala pozorování světla, magnetických polí a pohybu na povrchu, fotosféře. Vesmírní průzkumníci nikdy neshromáždili snímky pólů Slunce, ačkoli sluneční orbiter ESA / NASA nejprve poskytne šikmý výhled v roce 2025. Lepší znalost fyzikálních procesů pozorovaných z pólu je nezbytná k pochopení globální dynamiky celého Slunce, včetně toho, jak se magnetické pole vyvíjí a cestuje hvězdou, což vede k obdobím vysoké sluneční aktivity a erupcí přibližně každých 11 let. Společnost Solaris vede Donald Hassler z jihozápadního výzkumného ústavu v Boulderu v Coloradu.

Přečtěte si také

Svatozář Andromedy se blíží k naší galaxii. Řekneme vám, proč je to důležité

Vědci zjistili, co se stane s černou dírou po absorpci hvězdy

Příznaky koronaviru u dětí. Na co byste měli dávat pozor?