Mūsu izpratne par tālām zvaigznēm pēdējās desmitgadēs ir dramatiski palielinājusies. Pateicoties uzlabotiem instrumentiem, zinātnieki spēj redzēt tālāk un skaidrāk, tādējādi vairāk uzzinot par zvaigžņu sistēmām un planētām, kas tās riņķo (pazīstamas arī kā ārpussaules planētas). Diemžēl būs vajadzīgs kāds laiks, pirms mēs izstrādāsim nepieciešamo tehnoloģiju, lai tuvāk izpētītu šīs zvaigznes.
Bet pa to laiku NASA un ESA izstrādā misijas, kas ļaus mums izpētīt mūsu pašu sauli kā vēl nekad. Šīs misijas, NASA Parker Solar Probe un ESA (Eiropas Kosmosa aģentūras) Solar Orbiter, pētīs tuvāk Saulei nekā jebkura cita iepriekšēja misija. To darot, ir cerība, ka viņi atrisinās gadu desmitiem vecos jautājumus par Saules iekšējo darbību.
Šīs misijas - kuras sāksies attiecīgi 2018. un 2020. gadā - arī būtiski ietekmēs dzīvi šeit uz Zemes. Saules gaisma ir būtiska ne tikai dzīvībai, kā mēs to zinām, bet arī saules uzliesmojumi var radīt nopietnus draudus tehnoloģijai, no kuras cilvēce kļūst arvien atkarīgāka. Tas ietver radiosakarus, satelītus, elektrotīklus un cilvēku kosmosa lidojumus.
Paredzams, ka nākamajās desmitgadēs zemas Zemes orbīta (LEO) kļūs arvien pieblīvētāka, jo komerciālās kosmosa stacijas un pat kosmosa tūrisms kļūs par realitāti. Uzlabojot mūsu izpratni par procesiem, kas veicina saules signālu uzliesmojumu, mēs varēsim labāk paredzēt, kad tie notiks un kā tie ietekmēs Zemi, kosmosa kuģus un LEO infrastruktūru.
Kā nesenā NASA paziņojumā presei paskaidroja NASA Goddard kosmosa lidojumu centra projekta zinātnieks Solar Orbiter Kriss Sents.
“Mūsu mērķis ir saprast, kā saule darbojas un kā tā ietekmē kosmosa vidi līdz paredzamības pakāpei. Tā ir zinātkāre, kuru virza zinātkāre. ”
Abas misijas koncentrēsies uz Saules dinamisko ārējo atmosfēru, ko citādi dēvē par koronu. Pašlaik liela daļa šī Saules slāņa uzvedības ir neparedzama un nav labi izprotama. Piemēram, pastāv tā saucamā “korona sildīšanas problēma”, kur Saules korona ir tik karstāka nekā Saules virsma. Tad ir jautājums par to, kas veicina pastāvīgu saules materiāla (pazīstams arī kā saules vējš) izliešanu uz tik lielu ātrumu.
Kā skaidroja Ēriks Kristians, pētnieks Parkera saules zondes misijā NASA Goddardā:
“Parker Solar Probe un Solar Orbiter izmanto dažāda veida tehnoloģijas, bet - kā misijas - tās būs viena otru papildinošas. Viņi vienlaikus fotografēs Saules koronu, un viņi redzēs dažas no tām pašām struktūrām - to, kas notiek pie Saules stabiem un kādas šīs pašas struktūras izskatās pie ekvatora. ”
Savas misijas laikā Pārkera Saules zonde pietuvosies Saulei tuvāk nekā jebkurš kosmosa kuģis vēsturē - tik tuvu 6 miljoniem km (3,8 miljoni jūdzes) no virsmas. Tas aizstās iepriekšējo rekordu - 43,432 miljonus km (~ 27 miljoni jūdzes), kuru izveidoja Helios B zonde 1976. gadā. No šī stāvokļa Pārkera Saules zonde izmantos savus četrus zinātnisko instrumentu komplektus, lai attēlotu saules vēju un pētīt Saules magnētiskos laukus, plazmu un enerģētiskās daļiņas.
To darot, zonde palīdzēs noskaidrot Saules ārējās atmosfēras patieso anatomiju, kas mums palīdzēs saprast, kāpēc korona ir karstāka par Saules virsmu. Būtībā, kamēr temperatūra koronā var sasniegt pat dažus miljonus grādu, saules virsmas (aka. Fotosfēras) temperatūra ir aptuveni 5538 ° C (10 000 ° F).
Tikmēr Saules Orbīts nonāks apmēram 42 miljonu km (26 miljonu jūdžu) attālumā no Saules un uzņemsies ļoti slīpu orbītu, kas var sniegt pirmo reizi tiešos Saules stabu attēlus. Šī ir vēl viena Saules joma, ko zinātnieki vēl ļoti labi neizprot, un tās izpēte varētu sniegt vērtīgas norādes par to, kas veicina Saules pastāvīgo darbību un izvirdumus.
Abas misijas pētīs arī saules vēju, kas ir visizplatītākā Saules ietekme uz Saules sistēmu. Šis magnetizētās gāzes tvaiks piepilda iekšējo Saules sistēmu, mijiedarbojoties ar magnētiskajiem laukiem, atmosfērām un pat planētu virsmām. Šeit, uz Zemes, tas ir tas, kas ir atbildīgs par Aurora Borealis un Australis, un dažreiz tas var arī sabojāt satelītus un elektriskās sistēmas.
Iepriekšējās misijas lika zinātniekiem uzskatīt, ka korona veicina procesu, kas paātrina saules vēju tik lielā ātrumā. Kad šīs uzlādētās daļiņas atstāj Sauli un iziet cauri koronai, to ātrums faktiski trīskāršojas. Laikā, kad saules vējš sasniedz kosmosa kuģi, kas ir atbildīgs par tā mērīšanu - 148 miljonus km (92 miljoni jūdzes) no Saules -, tam ir daudz laika, lai sajauktos ar citām kosmosa daļiņām un zaudētu dažas raksturīgās iezīmes.
Novietojot to tik tuvu Saulei, Pārkera Saules Zonde spēs izmērīt Saules vēju tieši tā laikā, kad tas veidojas un iziet no koronas, tādējādi nodrošinot precīzākos jebkad reģistrētos Saules vēja mērījumus. Raugoties no sava skatupunkta virs Saules stabiem, Saules Orbiters papildinās Pārkera Saules Zondes pētījumu par Saules vēju, redzot, kā Saules vēja struktūra un uzvedība mainās dažādos platuma grādos.
Šī unikālā orbīta arī ļaus Saules Orbiteram izpētīt Saules magnētiskos laukus, jo daži no Saules interesantākajiem magnētiskajiem spēkiem ir koncentrēti pie poliem. Šis magnētiskais lauks ir tālejošs galvenokārt saules vēja dēļ, kas sniedzas uz āru, lai izveidotu magnētisko burbuli, kas pazīstams kā heliosfēra. Heliosfērā saules vējš dziļi ietekmē planētu atmosfēru, un tā klātbūtne aizsargā iekšējās planētas no galaktiskā starojuma.
Neskatoties uz to, joprojām nav pilnībā skaidrs, kā Saules magnētiskais lauks tiek ģenerēts vai strukturēts dziļi Saules iekšienē. Bet, ņemot vērā tā stāvokli, Saules Orbiters spēs izpētīt parādības, kas varētu radīt labāku izpratni par to, kā rodas Saules magnētiskais lauks. Tajos ietilpst saules uzliesmojumi un koronālās masas izgrūšana, kas rodas mainīguma dēļ, ko rada magnēti lauki ap poliem.
Tādā veidā Pārkera Saules Zonde un Saules Orbiters ir papildu misijas, pētot Sauli no dažādiem skatu punktiem, lai palīdzētu uzlabot mūsu zināšanas par Sauli un heliosfēru. Procesa laikā viņi sniegs vērtīgus datus, kas varētu palīdzēt zinātniekiem risināt ilgstošus jautājumus par mūsu Sauli. Tas varētu palīdzēt paplašināt mūsu zināšanas par citām zvaigžņu sistēmām un varbūt pat atbildēt uz jautājumiem par dzīves izcelsmi.
Kā paskaidroja NASA Goddarda Pārkera saules zondes misijas zinātnieks Ādams Szabo:
“Ir jautājumi, kas mūs uztrauc jau ilgāku laiku. Mēs cenšamies atšifrēt to, kas notiek netālu no Saules, un acīmredzams risinājums ir vienkārši doties tur. Mēs nevaram gaidīt - ne tikai es, bet arī visa sabiedrība. ”
Laika gaitā un, izstrādājot nepieciešamos uzlabotos materiālus, mēs, iespējams, pat varētu nosūtīt zondes uz Sauli. Bet līdz tam brīdim šīs misijas ir līdz šim vērienīgākie un drosmīgākie centieni izpētīt Sauli. Tāpat kā daudzās citās drosmīgās iniciatīvās, lai izpētītu mūsu Saules sistēmu, to ierašanās nevar notikt pietiekami drīz!
