Навстречу звезде: зачем NASA отправляет космический аппарат к Солнцу

Новые горизонты в центре планетной системы

Запуск аппарата, получившего название Solar Probe Plus, состоится летом 2018 года. Он выйдет на орбиту Солнца в 2021 году и совершит 24 полных оборота. Зонд будет двигаться по вытянутой орбите. Ближайшее расстояние между ним и звездой составит 6,2 млн км. Это абсолютный рекорд: самая близкая дистанция, на которую к Солнцу подходили искусственные аппараты, была больше в семь раз. Кроме того, это расстояние почти в 10 раз меньше, чем расстояние между Солнцем и ближайшей к нему планетой — Меркурием.

Предложение отправить аппарат к звезде впервые появилось в США в 1958 году. Спустя почти 50 лет — в 2005 году — NASA объявило изучение атмосферы Солнца флагманским проектом и пояснило, что миссия ждёт воплощения и «является важнейшим приоритетом (агентства. — RT) при учёте ресурсов». С самого начала за создание необходимого оборудования взялась Лаборатория прикладной физики университета Джонса Хопкинса. На специалистов организации легли заботы о том, чтобы разработать научные приборы, которые позволят исследователям ответить на главные вопросы об атмосфере Солнца. В проекте примут участие и другие научно-исследовательские центры. Это несколько лабораторий NASA, Калифорнийский технологический институт, Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе и другие.

Давние загадки

Учёных интересуют два основных вопроса, на которые так и не смогли однозначно ответить предыдущие исследования. Первый из них: почему солнечная корона горячее, чем его видимая поверхность? Температура поверхности Солнца составляет несколько тысяч градусов по Цельсию, температура короны же может достигать миллионов градусов. Второй вопрос: за счёт чего ускоряется солнечный ветер — поток частиц, которые вырываются из короны со скоростью 300-1200 километров в секунду? Ответы на них помогут разобраться во вполне земных явлениях. Дело в том, что солнечный ветер вызывает магнитные бури и участвует в формировании полярных сияний. Процессы, которые происходят в атмосфере Солнца, могут нарушать работу энергосистем, спутниковых систем и летательных аппаратов на Земле.

Сформулировать эти вопросы помогли наблюдения астрономов и работа астрофизиков. Однако ответить на них можно, только изучив эти явления с близкого, пусть и по космическим меркам, расстояния. Аппарат, для которого в 2014 году начался этап строительства, запустят к Солнцу летом 2018 года. Сейчас же к концу подходит его сборка.

«Solar Probe Plus подлетит к Солнцу ближе, чем любой другой аппарат, и почти в 10 раз ближе, чем Меркурий, что диктует множество технических сложностей, с которыми мы никогда ещё не сталкивались, — пояснял перед началом этапа сборки Эндрю Дрисман, управляющий проектом в Лаборатории прикладной физики. — И с точки зрения поиска способов сделать аппарат, который выдержит условия в такой близости от Солнца, и с точки зрения сбора данных идея постройки функционального зонда такого рода мучила инженеров и учёных десятки лет. Но наконец мы подошли ещё на шаг ближе к тому, чтобы воплотить её в реальность».

Потрогать Солнце и не обжечься

Благодаря материалам и щиту из углепластика аппарат сможет выдерживать температуры почти до 1400 градусов по Цельсию. Приборы на борту смогут измерять электромагнитное поле Солнца, скорость, плотность и температуру ветра, а также его структуру. Установленный на зонде телескоп сможет передавать снимки явлений, происходящих в солнечной короне. Кроме процесса нагрева короны и движения частиц в ней, исследователи надеются изучить взаимодействие между слоями атмосферы звезды.

Стоит отметить, что звёздные ветры — истечение плазмы из светил — пронизывают значительную часть космического пространства. По этой причине изучение Солнца поможет учёным продвинуться и в исследовании атмосферы других звёзд. Однако любопытно уже и то, что миссия, по словам Лики Гахатакурты из NASA, впервые позволит жителям Земли «потрогать, попробовать на вкус и понюхать Солнце».