Solar Orbiter rusza odkryć tajemnice Słońca

Europejska sonda zostanie wystrzelona w przestrzeń kosmiczną 10 lutego (poniedziałek) z Przylądka Canaveral na Florydzie (USA). Na jej pokładzie znajduje się m.in. teleskop rentgenowski STIX, opracowany z udziałem Centrum Badań Kosmicznych PAN.

Solar_Orbiter_small.jpg

Sonda Solar Orbiter. Rys. ESA

Misję Solar Orbiter realizuje Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) we współpracy z amerykańską NASA. Celem jest zbadanie Słońca i zrozumienie, jak tworzy ono i kontroluje tzw. heliosferę, czyli swoje najbliższe międzygwiazdowe otoczenie, zdominowane przez wiatr słoneczny.

Superczułe urządzenia badawcze

Sonda jest „uzbrojona” w 10 instrumentów badawczych, w tym 6 teleskopów czułych na różne zakresy promieniowania elektromagnetycznego. Obserwacje rentgenowskie będą realizowane dzięki teleskopowi STIX (Spectrometer/ Telescope for Imaging X-rays).

Urządzenie dostarczy do 10 wysokorozdzielczych zdjęć Słońca na sekundę. Dzięki temu dowiemy się, kiedy i z jakiego regionu na naszej gwieździe nastąpiła emisja elektronów w przestrzeń międzyplanetarną.

cbkpan200204-1_small.jpg

Instrument STIX opracowany z udziałem Polaków z Centrum Badań Kosmicznych PAN. Fot. Jan Hellmann

Polski wkład w misję Solar Orbiter

Prace konstrukcyjne nad instrumentem STIX zrealizował międzynarodowy zespół. W jego skład wchodzili Polacy z Centrum Badań Kosmicznych PAN, Szwajcarzy, Czesi, Niemcy i Francuzi.

Zadaniem polskich inżynierów było zaprojektowanie i wykonanie:

  • komputera pokładowego wraz z obudową mechaniczną,
  • systemu do precyzyjnego określenia położenia Słońca,
  • układów do wspomagania testów elektroniki.

Eksperci PAN odpowiadali ponadto za modelowanie termiczne urządzenia oraz pomoc w integracji elektronicznej i testach całego przyrządu.

Sonda zbada bieguny Słońca

Solar Orbiter będzie obiegać Słońce, zbliżając się do niego na odległość zaledwie 42 mln km, czyli bliżej niż Merkury (46 mln km). Podczas zbliżeń temperatura powierzchni sondy osiągnie 600 stopni Celsjusza. Żar ten stanowi poważne zagrożenie dla czułej aparatury Solar Orbiter, a uchronienie sondy przed nim było jednym z największych wyzwań dla inżynierów.

Z każdym okrążeniem Słońca będzie rosło nachylenie orbity sondy w stosunku do płaszczyzny Układu Słonecznego. W efekcie po kilku latach misji, gdy nachylenie osiągnie około 40 stopni, teleskopy Solar Orbiter będą w stanie „zajrzeć” w regiony biegunów Słońca (a to niemożliwe do osiągnięcia z Ziemi lub jej bliskiego otoczenia).

Solar_Orbiter_at_IABG_small.jpg

Sonda Solar Orbiter podczas finalnych testów w Niemczech, poprzedzających wysłanie próbnika na Przylądek Canaveral (Floryda, USA). Fot. ESA

Dlaczego misja jest tak ważna

Zrozumienie mechanizmów fizycznych kontrolujących heliosferę jest istotne, gdyż Ziemia jest w niej permanentnie zanurzona i uzależniona od jej stanu. Niektóre zmiany w heliosferze mogą zachodzić gwałtownie, w ciągu kilku godzin. Ma to miejsce w sytuacji, gdy ze Słońca wrzucane są w przestrzeń międzyplanetarną chmury plazmy i pola magnetycznego. Gdy docierają do Ziemi, wywołują burze geomagnetyczne stanowiące zagrożenie dla infrastruktury naziemnej i kosmicznej. Powolne zmiany heliosfery zachodzą w skali lat i – jak pokazują ostatnie badania – mogą mieć istotny wpływ na ziemski klimat.

Solar_Orbiter_Ready_for_launch_small.jpg

Przygotowania na Florydzie do wystrzelenia sondy. Fot. ESA

Misja w liczbach

Budowa Solar Orbiter trwała około 10 lat i kozstowała ok. pół mld euro. Pierwsze (testowe) dane z teleskopu STIX powinny dotrzeć do naukowców już w miesiąc po starcie sondy. Rutynowe obserwacje naukowe rozpoczną się w listopadzie 2021 r.

Analizą zebranych danych zajmą się w Polsce badacze z Zakładu Fizyki Słońca Centrum Badań Kosmicznych PAN we Wrocławiu oraz Instytutu Astronomicznego Uniwersytetu Wrocławskiego.

Start Solar Orbiter następuje pół wieku po misji Wertikal-1 (28 listopada 1970), w czasie której zrealizowano pierwszy w historii polski eksperyment kosmiczny. Zbiegiem okoliczności misja sprzed pół wieku również dotyczyła obserwacji Słońca, i również w zakresie rentgenowskim.

Źródło informacji: Centrum Badań Kosmicznych PAN