Американский зонд Parker Solar Probe долетел до Солнца и начал движение в его короне. Об этом сообщает NASA. Он стал первым в истории космическим аппаратом, который «коснулся» Солнца, побывав в верхних слоях его атмосферы.
Но как такое возможно? Неужели можно близко подлететь к горящей звезде, да ещё передавать оттуда какую-то информацию на Землю?
Аппарат-рекордсмен
«Впервые в истории космический аппарат прикоснулся к Солнцу. Зонд NASA Parker Solar Probe пролетел через верхние слои атмосферы Солнца — её корону, собрал данные о частицах солнечной энергии и его магнитных полях», — говорится в сообщении NASA.
В ведомстве отмечают, что это «новый крупный этап миссии и гигантский шаг в изучении Солнца». И даже сравнивают событие с высадкой человека на Луну: «Так же, как высадка на Луну позволила учёным понять, как она формировалась, так и прикосновение к веществу, из которого состоит Солнце, поможет получить важную информацию о ближайшей к нам звезде и её влиянии на Солнечную систему».
Зонд Parker Solar Probe, названный в честь американского астрофизика Юджина Паркера, был запущен 12 августа 2018 года с мыса Канаверал. В ноябре того же года он сблизился с Солнцем до расстояния 24 миллиона километров и передал первый сигнал на Землю.
В ходе своей миссии аппарат установил пару рекордов. Главный — он стал самым близким к Солнцу объектом из всех когда-либо созданных человеком. Предыдущий принадлежал зонду Hellios, который подлетел к Солнцу на расстояние 42 миллиона километров. Второй рекорд — скорость. Предыдущий показатель принадлежал тому же зонду Hellios и составлял 252 792 километра в час. Parker разогнался до 343 000, а затем и до 586 864 километров в час. Этот рекорд был поставлен недавно — 21 ноября 2021 года, во время десятого приближения аппарата к Солнцу. Расстояние до звезды тогда составило 8,5 миллионов километров.
Миссия Parker Solar Probe рассчитана на семь лет, за это время он должен совершить 24 сближения с Солнцем. Дело в том, что зонд движется по орбите, которая имеет форму эллипса, что даёт ему возможность отдаляться от звезды и вновь сближаться с ней. В будущем, говорят представители NASA, аппарат достигнет ещё более впечатляющих показателей. Следующий пролёт через солнечную корону ожидается в январе 2022 года.
Слишком «шумное» Солнце
Данные, полученные Parker, помогут метеорологам предсказывать важные изменения в космической погоде, которая влияет на Землю и на её обитателей (речь, например, о тех, кто чувствителен к геомагнитным бурям). Аппарат оснащён рядом инструментов, проводящих измерения магнитного и электрического поля в атмосфере Солнца.
«У зонда две основные задачи. Первая — наблюдения астрономическими (дистанционными) методами тех мелких деталей солнечной атмосферы, которые невозможно увидеть с орбиты Земли. Это важно для лучшего понимания того, как устроено Солнце, и для астрофизики в целом, — объясняет суть миссии руководитель лаборатории солнечного ветра Отдела физики космической плазмы Института космических исследований РАН, доктор физико-математических наук Юрий Ермолаев. — Вторая задача — измерить in situ (то есть локально, в точке нахождения космического аппарата) параметры солнечного ветра, истекающего из короны в межпланетное пространство, чтобы исключить те изменения параметров, которые происходят по мере его движения от Солнца до Земли. Эта задача важна для физики гелиосферы и предсказания космической погоды: солнечный ветер является основным агентом, влияющим на состояние верхних оболочек Земли, что представляет большой практический интерес».
Но как можно организовать передачу данных в условиях экстремальных температур и почему аппарат вообще не сгорит, находясь так близко к Солнцу? (Меркурий в самой близкой к Солнцу точке отстоит от него в 5 раз дальше, чем пролетел Parker.)
«Задача действительно сложная. Чтобы передавать данные с космического аппарата на приёмную станцию на Земле, мощность сигнала должна быть выше мощности шума, в данном случае выше мощности “шумящего” Солнца, — говорит Юрий Ермолаев. — Дело в том, что Солнце — это сильнейший источник электромагнитного излучения в широком диапазоне частот (сюда входит и привычный нам свет), а для наблюдателя около Земли, в том числе для приёмной станции, Parker Solar Probe находится на очень малом угловом расстоянии от центра Солнца. Принимать сигнал приходится на фоне сильного электромагнитного излучения Солнца, поэтому сигнал должен быть достаточно большой мощности, а приёмная антенна — иметь достаточно узкую апертуру.
Ещё более серьёзная задача — защита передатчика и всей научной аппаратуры от того потока тепла, которое переносят электромагнитное излучение Солнца и плазма солнечного ветра. Для решения этой технической проблемы используется специальный защитный экран, который, с одной стороны, защищает научную аппаратуру от перегрева, а с другой — позволяет проводить научные измерения и передачу данных в достаточно “комфортных условиях”».
