Misja „Interheliozond” - co to jest?
Projekt Interheliozond to jeden z długoterminowych projektów budowy rosyjskiej przestrzeni kosmicznej
Statek kosmiczny „Interheliozond”opracował Instytut Ziemskiego Magnetyzmu, Jonosfery i Propagacji Fali Radiowych nazwany imieniem N. Pushkowa z Rosyjskiej Akademii Nauk (IZMIRAN), Moskiewskiego Instytutu Fizyki i Technologii, Instytutu Badań Kosmicznych Rosyjskiej Akademii Nauk i Instytutu Fizyki P. Lebedeva Rosyjskiej Akademii Nauk (FIAN) wraz z 13 krajami europejskimi.
Zgodnie z koncepcją misji sonda powinna iść doSłońce w odległości 40-50 milionów kilometrów do badania aktywnych zjawisk słonecznych, słonecznej korony, wiatru i obszarów polarnych tej gwiazdy, które nie są widoczne z Ziemi. Planowano, że „Interheliozond” stanie się aparatem kosmicznym w pełnym cyklu - jego sprzęt badawczy musiał działać od momentu startu i rejestrować różne wskaźniki na całej trasie, w tym podczas wykonywania wielu manewrów grawitacyjnych w pobliżu Wenus.
Stanowisko naukowe „Interheliozond” reprezentujejest modułem orbitalno-migracyjnym wyposażonym w osłonę termiczną chroniącą kompleks sprzętu naukowego i systemów użyteczności przed nagrzewaniem przez promieniowanie słoneczne i układ napędowy, zapewniając niezbędne korekty na etapie lotu do Słońca.
Od sprzętu naukowego w Interheliozondplanowane jest zainstalowanie urządzeń kilku typów. Solar - teleskop rentgenowski i spektrometr, magnetograf, koronograf i fotometr optyczny. Drugi typ instrumentów badawczych to heliosfery, w tym analizatory jonów wiatru słonecznego, elektrony wiatru słonecznego, plazmy i pyłu, kompleks fal magnetycznych, magnetometr, detektor cząstek energetycznych, detektor neutronów słonecznych, spektrometr gamma i spektrometr radiowy. Do końca nie wiadomo, na jakim etapie jest obecnie rozwój wszystkich tych urządzeń.
Podczas rozwoju Roskosmos zaproponował stworzeniedwie identyczne sondy w ramach misji Interheliozond - główna, która przeprowadzi badania, oraz sonda bezpieczeństwa, która zacznie prowadzić badania w sytuacjach awaryjnych z główną.
Dlaczego potrzebujemy rosyjskiej misji?
Główną misją „Interheliozond” - badaniapodstawowe rzeczy związane z aktywnością słoneczną, pochodzeniem układu słonecznego i cząstkami w ogóle. Inną sprawą jest to, że program kosmiczny wskazuje również, że pozwoli to lepiej zrozumieć wpływ aktywności Słońca na ludzkość i funkcjonowanie urządzeń elektrycznych, a także niebezpieczeństwo, które może wyniknąć z tej gwiazdy w przypadku nieprzewidzianych sytuacji.
Wpływ słońca na ludzi i technologię
Tylko 40% dociera do powierzchni Ziemipromieniowanie słoneczne, pozostałe 60% odbija się od atmosfery i wraca w przestrzeń kosmiczną. Kolejna część promieniowania ultrafioletowego jest pochłaniana przez atmosferę, co prowadzi do efektu cieplarnianego.
Energia słoneczna ma ogromny wpływprocesy zachodzące na Ziemi. Długość dnia prawie wszystkich gatunków na Ziemi zależy od światła - niektóre żywe organizmy nawet hibernują, gdy słońce jest niskie, a długość dnia jest bardzo mała; drzewa rzucają liście. Ostatecznie fotosynteza powstaje tylko dzięki interakcji z energią słoneczną.
Występuje pod wpływem ciepła ze Słońca na Ziemizmiana ciśnienia atmosferycznego, która pociąga za sobą mgłę, deszcz, tworzenie się chmur, a nawet odpływy i odpływy (pomimo faktu, że siły pływowe księżyca na Ziemi są prawie dwa razy silniejsze niż siły słoneczne).
Nauka, która bada wpływ aktywności słonecznej naczłowiek, zwany heliobiologią. Wiadomo już, że pod wpływem rozbłysków słonecznych u ludzi liczba leukocytów we krwi zmienia się nieznacznie, a choroby przewlekłe mogą się również pogorszyć.
Naukowcy badający Słońce są zwykleanalizują wpływ wiatru słonecznego na magnetosferę Ziemi - jego zakłócenia mogą wpływać zarówno na dobrostan człowieka, jak i działanie różnych urządzeń elektrycznych. Podczas rozbłysków słonecznych atmosfera Ziemi pochłania promieniowanie, nagrzewa się i „pęcznieje”. Prowadzi to do spowolnienia satelitów na niskich orbitach. Najbardziej fatalna opcja - całkowita utrata satelity. Przykład takiego wyniku wydarzeń można nazwać zejściem z orbity w lipcu 1979 r. Amerykańskiej stacji orbitalnej Skylab.
Słońce podczas błysków rzuca strumieniewysokoenergetyczne naładowane cząstki, które docierają do Ziemi w ciągu kilku godzin. Nasza planeta jest chroniona przed nimi przez magnetosferę, ale strumienie cząstek wpływają na satelity na wyższych orbitach - powyżej 1000 km, powodując hałas detektorów, awarie i degradację elektroniki. Ponadto, w wysokich szerokościach geograficznych, wysokoenergetyczne cząstki naładowane mogą powodować zakłócenia w komunikacji radiowej.
Dobrze Dlaczego więc tworzenie misji zamarło?
Trudno tu udzielić jednoznacznej odpowiedzi.
Z jednej strony budżet Przestrzeni FederalnejProgramy przyjęte na lata 2016–2025, podobnie jak wiele innych obszarów niezwiązanych ze zobowiązaniami społecznymi lub obroną państwa, znacznie się zmniejszyły w ostatnich latach. Przez dziesięć lat wynosi on 1,406 bln rubli - zamiast pierwotnie planowanych 2,5 bln rubli. Spośród nich sekcja „Podstawowe badania kosmiczne” (FCI) to tylko 143,2 mld rubli - czyli 14 mld rubli każda. Obejmuje wsparcie dla wszystkich istniejących misji badawczych, a także rozwój nowych, które mają zostać uruchomione w nadchodzących dziesięcioleciach.
Wśród priorytetów były planetarne ibadania astrofizyczne, a także bardzo masywny program księżycowy z jego rozwojem automatycznych stacji, przygotowaniem do załogowych lotów, a nawet stworzeniem księżycowej bazy.
Konkurs na stworzenie kompleksu kosmicznego dlaBadania heliofizyczne Słońca, które Roscosmos ogłosił w 2013 r., Sugerowały przeznaczenie 915 milionów rubli na stworzenie misji do badania Słońca. Praktycznie nic nie wiadomo o innych funduszach przydzielonych w ramach projektu. Ponadto organizacja pozarządowa Lavochkin, która wzięła udział w rozwoju misji, renegocjuje już istniejącą umowę z Roskosmos. Przyczyny tego są również nieznane.
Obraz: NASA. Słońce - od jego powierzchni do górnej atmosfery - wszystkie zdjęcia zostały wykonane mniej więcej w tym samym czasie.
Druga strona zamrożenia projektu ma charakter technicznyproblemy, które programiści napotkali podczas jego tworzenia. Natychmiast stanęli w obliczu trudności związanych z masą samej sondy: dla pomyślnego lotu masa wszystkich urządzeń w Interheliozond powinna być minimalna.
„Były problemy związane z pewną nadwyżką masy: konieczne było wprowadzenie na orbitę pewnych cech, z oczekiwaniem konkretnej rakiety, która wymagała ograniczeń masy. Pytania te nie zostały ostatecznie powiązane, więc konieczne było dopracowanie projektu koncepcyjnego w celu wyjaśnienia tych cech. Jak dotąd się na to zatrzymaliśmy ”- wyjaśnił niedawno dyrektor IZMIRAN Vladimir Kuznetsov, który zawiesił finansowanie projektu.
Jest jeszcze jeden niuans związany z rozwojem„Interheliosonda”: pod koniec 2014 roku wiceprezes Rosyjskiej Akademii Nauk Lew Zeleny powiedział, że Roscosmos będzie zwracać większą uwagę na projekty naukowe i kosmiczne, które nie będą powielać misji wystrzeliwanych przez inne kraje.
A jakie są misje podobne do Interheliozond?
Tak! Najgłośniejsza jest misja Parker Solar Probe, którą NASA uruchomiła na Słońcu 11 sierpnia 2018 roku. „High-tech” szczegółowo o niej mówił tutaj. Krótko mówiąc, nadzienie techniczne Parker Solar Probe nawet w momencie startu było znacznie lepsze niż Interheliozond, którego uruchomienie zaplanowano na co najmniej osiem lat. Sonda prawie dotknie Słońca - odległość urządzenia od gwiazdy będzie mniejsza niż 6,1 miliona km, a osłona termiczna pokrywająca sondę słoneczną Parkera będzie się nagrzewać tylko do 1644 ° C
Zdjęcie: NASA Sonda słoneczna Parker
Główną misją Parker Solar Probe jestbadanie korony słonecznej - obszaru Słońca, w którym temperatura przekracza 2 miliony stopni, ale w tym obszarze jest bardzo mała gęstość przestrzeni - pozwoli to urządzeniu latać prawie do Słońca.
Kolejną ambitną misją jest Solar Orbiter.nad którym pracują inżynierowie Europejskiej Agencji Kosmicznej. Początkowo jego premiera miała nastąpić w 2017 roku, jednak start przesunięto na 2020 rok – twórcy nie byli do końca pewni skuteczności osłony termicznej.
Widzę. A jaka część Słońca jest najbardziej zainteresowana naukowcami? Po co prowadzić misje do słońca?
Dziś głównym zainteresowaniem naukowców jestprzynajmniej według NASA, jest kojarzony z wiatrem słonecznym i koroną słoneczną. Faktem jest, że w ciągu 146 milionów km, jakie wiatr słoneczny dociera do Ziemi w ciągu czterech dni, wielokrotnie miesza się z innymi cząsteczkami i traci ogromną ilość swoich charakterystycznych cech. Dlatego na przykład misja Parker Solar Probe będzie badać dokładnie czyste, identyczne gorące cząstki.
W dzisiejszych czasach ludzkość wie bardzo niewiele o słońcukorona Jedynymi źródłami do badań były zaćmienia Słońca, ponieważ Księżyc blokował najjaśniejszą część gwiazdy - umożliwiło to obserwację słabej zewnętrznej atmosfery Słońca.
Powrót w 1869 r., Astrofizyka podczas pełnegozaćmienie Słońca obserwowało zieloną linię widmową na powierzchni gwiazdy. Ponieważ różne elementy emitują światło o charakterystycznej długości fali, naukowcy mogą użyć spektrometrów do analizy światła i odpowiednio określić jego skład. Jednocześnie zielona linia obserwowana z Ziemi w 1869 r. Nie odpowiadała żadnym znanym elementom na Ziemi. Naukowcy pomyśleli, że odkryli nowy element i nazwali go koronem. I dopiero w połowie XX wieku okazało się, że nie był to nowy element, ale żelazo, przegrzane do tego stopnia, że zostało zjonizowane 13 razy - pozostało tylko połowę elektronów atomu zwykłego żelaza. Taki proces jonizacji może mieć miejsce tylko wtedy, gdy temperatury koronalne są wyższe niż 2 miliony stopni Celsjusza, czyli 200 razy więcej niż na powierzchni.
Podczas odkrywania atmosfery koronalnej naukowcycały świat próbował zrozumieć jego zachowanie, ale nawet najbardziej złożone modele i obserwacje satelitarne w wysokiej rozdzielczości tylko częściowo wyjaśniają tak ostre ogrzewanie. I wiele teorii przeczy sobie nawzajem.
W rezultacie nie jest do końca wiadomo, jak układa się korona słoneczna. I, w zasadzie, kolejne misje do studiowania Słońca zostaną jej poświęcone.