Первые лучи солнца для установленной на воздушном шаре солнечной обсерватории Sunrise III
AstroNews.ru - 07 Мая 2022 15:45:21
Примерно за месяц до начала исследовательского полета в стратосферу на воздушном шаре солнечная обсерватория Sunrise III впервые посмотрела на Солнце со своей стартовой площадки за полярным кругом. В июне Sunrise III взлетит из космического центра Esrange, базы аэростатов и ракет Шведского космического агентства (SSC) в Кируне (Швеция), и поднимется на высоту около 35 километров. Во время полета, который продлится несколько дней, она проведет уникальные измерения Солнца. Таким образом, процессы в хромосфере, высокодинамичном слое между видимой поверхностью и внешней атмосферой Солнца, будут видны точнее, чем когда-либо прежде. В оставшиеся до запуска недели технические и научные команды из Германии, Испании, Японии и США будут готовить все системы и научные приборы к полету и отрабатывать полетные процедуры и операции.
С начала апреля в космическом центре Esrange в Кируне (Швеция) ведутся последние приготовления к полету Sunrise III. Все оборудование, включая гондолу, солнечный телескоп и научные приборы, в разобранном виде было доставлено из Института исследований Солнечной системы имени Макса Планка (MPS) в Геттингене (Германия) на грузовике. MPS возглавляет миссию. С тех пор температуры до -15 градусов Цельсия и снег, которые преобладали по прибытии, сменились более терпимыми условиями. Так называемый "Первый свет", первый взгляд Sunrise III на Солнце, произошел при температуре около нуля.
"Запуск с полярного круга требует значительных логистических усилий, - говорит руководитель проекта Sunrise III и ученый MPS Андреас Корпи-Лагг, оглядываясь на последние несколько месяцев. Но для научного успеха миссии удаленное место запуска на крайнем севере имеет решающее значение. Поскольку летом Солнце не заходит за полярный круг, Sunrise III может круглосуточно записывать данные наблюдений во время полета. На земле исследователи, изучающие Солнце, находят наилучшие условия для наблюдения в таких местах, как Гавайи, Канарские острова и юго-запад США. Но даже в самый благоприятный сезон наблюдений, обычно в начале лета, измерения, как правило, ограничиваются несколькими часами в день.
Еще одним преимуществом Sunrise III является высота наблюдения. При запуске огромный воздушный шар, наполненный гелием, поднимает шестиметровую обсерваторию в стратосферу на высоту около 35 километров. Затем ветер унесет ее на запад. На этой высоте, которая почти знаменует собой переход в космос, атмосфера настолько разрежена, что воздушная турбулентность не заслоняет обзор. Кроме того, Sunrise III получит доступ к ультрафиолетовому излучению Солнца, большая часть которого поглощается земной атмосферой. "Только космические зонды предлагают лучшие условия для наблюдений", - говорит главный исследователь Sunrise III Сами Соланки, директор MPS.
Во время "Первого света" в Кируне Sunrise III оставался на земле. Эта веха не столько обеспечивает получение научно значимых данных от Солнца, сколько дает возможность проверить и откалибровать все системы при естественном солнечном свете. Впервые гондола автоматически выравнивалась по Солнцу - точно так же, как во время исследовательского полета. Лучи солнечного света падают в телескоп и оттуда попадают на научные приборы и систему стабилизации изображения. Перед экранами своих компьютеров в глубине зала научная и инженерная группы следят за реакцией систем.
Sunrise III оснащен тремя научными инструментами. Вместе они обеспечивают всесторонние данные наблюдений от области непосредственно под видимой поверхностью Солнца до верхней хромосферы на высоте около 2 000 километров. Они улавливают инфракрасный, видимый и ультрафиолетовый свет из этой области, что позволяет визуализировать динамические процессы и магнитные поля. Кроме того, Sunrise III содержит сложную систему стабилизации изображения. Благодаря ей обсерватория записывает высокоточные данные даже на покачивающемся воздушном шаре. Если бы стрелок по мишеням хотел стрелять так же "без колебаний", ему пришлось бы держать свое оборудование настолько устойчиво, чтобы выстрел отклонялся не более чем на толщину волоска на расстоянии семи километров.
Хромосфера Солнца находится между видимой поверхностью и внешней атмосферой, короной. В этом соединительном слое происходит огромный скачок температуры: от сравнительно умеренных 6000 градусов Цельсия у поверхности до 20 000 градусов Цельсия. В более высоких слоях температура поднимается до миллиона градусов Цельсия. "Даже после десятилетий современных исследований Солнца хромосфера остается загадочной", - говорит Соланки. "В хромосфере происходит множество процессов, которые мы еще не до конца понимаем, и они снабжают корону энергией, - добавляет он. В совокупности эти процессы не только создают невероятно высокие температуры короны, но и способствуют бурным извержениям, в ходе которых Солнце неоднократно выбрасывает в космос частицы и излучение".
Данные наблюдений с Sunrise III обеспечат наилучшее разрешение по высоте хромосферы: точнее, чем когда-либо прежде, можно будет определить точную высоту отдельных процессов над солнечной поверхностью. "С помощью Sunrise III мы сможем отслеживать процессы в хромосфере лучше, чем когда-либо прежде", - говорит научный сотрудник проекта Sunrise III Ахим Гандорфер.
Пройдет несколько недель, прежде чем начнется авантюрный полет Sunrise III и обсерватория соберет свои первые данные. За это время будут введены в эксплуатацию все системы и отработаны процедуры в полете. "Полет продлится всего несколько дней. Все должно работать гладко с самого начала", - говорит Корпи-Лагг. В зависимости от скорости ветра, Sunrise III достигнет необитаемых районов северо-восточной Канады примерно через пять-семь дней. Там обсерватория приземлится на парашюте.
Однако точная дата запуска определяется погодой. Если выпадут осадки, Sunrise III не сможет взлететь; также необходим тихий ветер. "Наша подготовка идет по плану. Мы будем готовы к запуску в начале июня", - говорит Корпи-Лагг. Началась последняя фаза приключения.