NASA wybiera misje do badania Słońca. Co mają nadzieję tam znaleźć?

Jakie misje zostaną uruchomione?

Każde z tych badań „klasy średniej” otrzyma na przeprowadzenie 1,25 miliona dolarów

dziewięciomiesięczne studium koncepcji misji.Pod koniec okresu badawczego NASA wybierze maksymalnie dwie propozycje do wystrzelenia. Każda potencjalna misja ma oddzielną możliwość uruchomienia i ramy czasowe.

„Nieustannie poszukujemy misji, które wykorzystująnajnowszą technologię i innowacyjne podejście do przesuwania granic nauki ”- powiedział Thomas Zurbuchen, zastępca administratora w biurze misji naukowych NASA w Waszyngtonie. „Każda z tych ofert daje możliwość zaobserwowania czegoś, czego nigdy wcześniej nie widzieliśmy, lub zapewnienia bezprecedensowego wglądu w kluczowe obszary badawcze, a wszystko to w celu dalszego zbadania wszechświata, w którym żyjemy”.

Program Heliophysics NASA badagigantyczny, połączony system energii, cząstek i pól magnetycznych wypełniający przestrzeń międzyplanetarną, system, który nieustannie się zmienia w zależności od wypływu Słońca i jego interakcji z przestrzenią i atmosferą wokół Ziemi.

Czym jest heliofizyka i czym się zajmuje NASA?

Badanie Słońca i jego interakcji z Ziemią i Układem Słonecznym nazywa się heliofizyką.

W tym celu należy wziąć pod uwagę słońce,heliosfera i środowisko planetarne jako elementy jednego, wzajemnie połączonego systemu - systemu, który zawiera dynamiczną pogodę kosmiczną i który rozwija się w odpowiedzi na warunki słoneczne, planetarne i międzygwiazdowe.

Rolą Działu Heliofizyki NASA jest udzielenie odpowiedzi na następujące pytania dotyczące zachowania tego systemu.

  • Co sprawia, że ​​słońce się zmienia?
  • Jak reaguje Ziemia i heliosfera?
  • Jaki jest wpływ na ludzkość?

„Czy będzie to studiowanie fizyki naszej gwiazdy, studiowanieAurora Borealis lub obserwując ruch pól magnetycznych w kosmosie, społeczność heliofizyczna jest zaangażowana w badanie systemu kosmicznego wokół nas z różnych perspektyw ”- podkreślił Nicky Fox, dyrektor Heliophysics. Oddział w Dyrekcji Misji Naukowych NASA. „Starannie dobieramy misje, aby zapewnić idealnie rozmieszczone czujniki w całym Układzie Słonecznym, z których każda oferuje kluczową perspektywę umożliwiającą zrozumienie przestrzeni, w której coraz częściej podróżują ludzie i technologia”.

Ziemskie pole magnetyczne działa jak tarcza ochronnawokół planety, odpychając i zatrzymując naładowane cząstki ze Słońca. Ale nad Ameryką Południową i południowym Atlantykiem, niezwykle słaby punkt w tej dziedzinie, zwany Anomalią Południowego Atlantyku lub SAA, pozwala tym cząstkom opadać bliżej powierzchni niż zwykle. SAA obecnie nie ma widocznego wpływu na codzienne życie na powierzchni. Jednak ostatnie obserwacje i prognozy pokazują, że region rozszerza się na zachód i nadal słabnie. Anomalia południowoatlantycka jest również interesująca dla naukowców NASA Earth, którzy śledzą tam zmiany siły magnetycznej, zarówno ze względu na to, jak te zmiany wpływają na atmosferę Ziemi, jak i jako wskaźnik tego, co dzieje się głęboko z polami magnetycznymi Ziemi. wewnątrz globu

Jak wybrano nowe misje?

Każda z nowych propozycji ma na celuaby dodać nowy element układanki do zrozumienia większego systemu: niektóre przez patrzenie na Słońce, inne przez obserwację bliżej Ziemi.

Propozycje zostały wybrane na podstawie potencjałuwartość naukowa i wykonalność planów rozwoju. Koszt badania ostatecznie wybranego do lotu zostanie ograniczony do 250 milionów dolarów i zostanie sfinansowany w ramach programu NASA Heliophysics Explorers.

Do studiów koncepcyjnych wybrano następujące propozycje:

Obserwator reakcji magnetosfery słoneczno-ziemskiej (STORM)

STORM (Obserwator Słoneczno-Ziemski dlaReakcja na magnetosferę zapewni pierwszy w historii globalny obraz rozległego systemu pogody kosmicznej, w którym stały przepływ cząstek ze Słońca – wiatr słoneczny – oddziałuje z układem pola magnetycznego Ziemi, magnetosferą. Wykorzystując kombinację instrumentów obserwacyjnych, które umożliwiają zarówno zdalne obserwowanie ziemskich pól magnetycznych, jak i monitorowanie in situ wiatru słonecznego i międzyplanetarnego pola magnetycznego, STORM będzie śledzić ścieżkę, wzdłuż której energia przepływa do i do przestrzeni bliskiej Ziemi. Odpowiadając na niektóre z najbardziej palących pytań w nauce o magnetosferze, ten kompleksowy zbiór danych zapewni ogólnosystemowy obraz wydarzeń w magnetosferze, umożliwiający obserwację, jak jeden region wpływa na inny, pomagając w rozwikłaniu sposobu, w jaki zdarzenia pogody kosmicznej krążą wokół naszej planety. Projektem STORM kieruje David Seebeck z Centrum Lotów Kosmicznych Goddarda w Greenbelt należącego do NASA.

HelioSwarm: natura turbulencji w kosmicznej plazmie

HelioSwarm będzie obserwować wiatr słonecznyszeroki zakres skal do zdefiniowania podstawowych procesów fizyki kosmicznej, które napędzają energię od ruchu na dużą skalę do kaskadowania ruchu cząstek w mniejszych skalach w plazmie wypełniającej przestrzeń, procesu, który podgrzewa taką plazmę. Korzystając z roju dziewięciu statków kosmicznych SmallSat, HelioSwarm zbierze wielopunktowe pomiary i będzie w stanie zidentyfikować trójwymiarowe mechanizmy rządzące procesami fizycznymi krytycznymi dla zrozumienia naszego środowiska w kosmosie. HelioSwarm jest kierowany przez Harlana Spence'a z University of New Hampshire w Durham.

Multi-slot Solar Explorer (MUSE)

MUSE (Wieloszczelinowy badacz słońca) będziezapewniają obserwacje o wysokiej częstotliwości mechanizmów kontrolujących różnorodne procesy i zdarzenia w atmosferze Słońca – koronie – w tym czynniki powodujące erupcje słoneczne, takie jak rozbłyski słoneczne, a także czynniki podgrzewające koronę do temperatur znacznie wyższych niż temperatura Słońca. MUSE wykorzysta przełomowe techniki spektroskopii obrazowej do obserwacji ruchu promieniowego i nagrzewania z 10 razy większą rozdzielczością i 100 razy szybciej, co jest kluczową możliwością w badaniu zjawisk napędzających procesy ogrzewania i erupcji zachodzące w krótszych skalach czasowych, niż było to wcześniej możliwe w przypadku poprzednich spektrografów. Takie dane umożliwią zaawansowane symulacje numeryczne Słońca i pomogą odpowiedzieć na długotrwałe pytania dotyczące nagrzewania koronalnego i przyczyn kosmicznych zdarzeń pogodowych, które mogą wysyłać w kierunku Ziemi gigantyczne wybuchy cząstek słonecznych i energii.

Rekonstrukcja Aurora CubeSwarm (ARCS)

ARCS (Rekonstrukcja zorzy polarnejCubeSwarm zbada procesy napędzające zorze w rzadko badanej skali: w skali pośredniej pomiędzy mniejszymi lokalnymi wydarzeniami prowadzącymi bezpośrednio do widocznych zorzy a większą globalną dynamiką systemu pogody kosmicznej przechodzącej przez jonosferę i termosferę. Dodając ważne informacje do zrozumienia fizyki na styku naszej atmosfery i przestrzeni kosmicznej, obserwacje te zapewnią wgląd w cały układ magnetosferyczny otaczający Ziemię. W misji wykorzystany zostanie innowacyjny rozproszony zestaw czujników, rozmieszczonych 32 CubeSaty i 32 obserwatoria naziemne. Połączenie instrumentów i rozkładu przestrzennego zapewniłoby kompleksowy obraz sił napędowych i reakcji układu zorzy do i z magnetosfery.

Solaris: Odkrywanie tajemnic biegunów słońca

Solaris zajmie się podstawowymi kwestiamifizyka słońca i gwiazd, na którą można odpowiedzieć tylko biorąc pod uwagę bieguny słońca. Solaris będzie obserwował trzy obroty Słońca nad każdym z jego biegunów, aby uzyskać obserwacje światła, pól magnetycznych i ruchu na powierzchni, fotosferze. Badacze kosmosu nigdy nie zebrali zdjęć biegunów Słońca, chociaż Solar Orbiter ESA / NASA po raz pierwszy zapewni ukośne widoki w 2025 roku. Lepsza znajomość procesów fizycznych widzianych z bieguna jest konieczna do zrozumienia globalnej dynamiki całego Słońca, w tym tego, jak pola magnetyczne rozwijają się i przemieszczają w całej gwieździe, co prowadzi do okresów dużej aktywności słonecznej i erupcji mniej więcej co 11 lat. Solarisem kieruje Donald Hassler z Southwest Research Institute w Boulder w Kolorado.

Czytaj także

Halo Andromedy zbliża się do naszej galaktyki. Powiemy Ci, dlaczego jest to ważne

Naukowcy zorientowali się, co dzieje się z czarną dziurą po wchłonięciu gwiazdy

Objawy koronawirusa u dzieci. Na co powinieneś zwrócić uwagę?