ESOS Proba-3 misija: dirbtinio Saulės užtemimo technologijos atskleidžia Saulės karūnos paslaptis

Daugelį dešimtmečių Saulę tyrinėjantys mokslininkai ir astronomai ieškojo saugių bei inovatyvių būdų atskleisti mūsų žvaigždės paslaptis. Intensyvi Saulės šviesa ir karštis tiesiogiai stebint žvaigždę kelia pavojų ir techninių iššūkių, ypač kai siekiama tirti sunkiai pastebimą Saulės karūną. Nors dirbtinį Saulės užtemimą Žemėje sukurti paprasta, uždengus žvilgsnį nuo Saulės kokiu nors objektu, tam pasiekti kosmose, kad būtų atidengta Saulės išorinė atmosfera, reikėjo pažangiausių inžinerinių sprendimų ir tarptautinio bendradarbiavimo.

Proba-3 misija: tiksliai koordinuota kosminių aparatų formacija

Europos kosmoso agentūros (ESA) pažangioji Proba-3 misija buvo sukurta specialiai tam, kad užfiksuotų precedento neturinčius Saulės karūnos vaizdus. 2023 m. gruodį iš Indijos Satish Dhawan kosmoso centro startavusi Proba-3 susideda iš dviejų nepriklausomai valdomų palydovų – koronografo ir okultatoriaus. Šią inovatyvią Saulės tyrimų misiją įgyvendina 29 aerokosminių organizacijų iš 14 šalių konsorciumas, tarp kurių yra tokios lyderės kaip Airbus, Redwire ir Spacebel.

Pažangi technologija: kaip veikia Proba-3

Proba-3 veikimo principas paprastas, tačiau technologiškai išskirtinis: du palydovai juda tiksliai valdoma formacija, toli nuo Žemės – apie 60 000 km atstumu – juos skiria 150 metrų. Okultatorius išsidėsto tiesiai prieš Saulę, jo 1,4 metro diskas pilnai uždengia ryškią Saulės dalį, žiūrint iš koronografo pozicijos. Taip sukuriamas dirbtinis visiškas Saulės užtemimas, leidžiantis ypatingai jautriems prietaisams matyti paprastai nematomą Saulės karūną itin detalizuotai. Tam prireikė milimetrinio tikslumo autonominio skrydžio kosmose, kai visiškai automatizuotai, be tiesioginio žemės valdymo, pavykdavo nepriekaištingai išlaikyti palydovų išsidėstymą ištisas valandas.

Pagrindiniai moksliniai instrumentai ir pirmieji atradimai

Vienas iš kertinių Proba-3 misijos elementų – ASPIICS imtuvas (Saulės karūnos vaizdavimo ir poliarimetrinių tyrimų asociacija). Šis pažangus įrenginys, pasinaudodamas okultatoriaus sukurta šešėliu, užfiksuoja didelio kontrasto ir raiškos Saulės karūnos nuotraukas. Tyrėjų teigimu, tokie vaizdai leidžia išskirti daug švelnesnius ir silpnesnius Saulės atmosferos bruožus nei iki šiol buvę įmanoma naudojant kitus kosminius koronografus. Proba-3 jau sukūrė pirmąjį pasaulyje dirbtinį Saulės užtemimą kosmose ir pateikė stulbinančių Saulės karūnos vaizdų, kuriuose matomos precedento neturinčios struktūros bei dinaminiai procesai.

Išplėstos mokslinės galimybės

Be ASPIICS, Proba-3 aprūpinta dar keliais moderniais prietaisais. Skaitmeninis absoliutus radiometras (DARA) nustatys bendrą Saulės spinduliuotės intensyvumą, leisdamas itin tiksliai įvertinti energijos srautus. Tuo tarpu Energetinių elektronų 3D spektrometras (3DEES) tirs energetinių elektronų pasiskirstymą Žemės radiacinėse juostose, analizuodamas jų kryptį ir energiją.

Reikšmė Saulės fizikoms ir kosminiams orams

Duomenys iš Proba-3 leis geriau suprasti pagrindinius Saulės reiškinius ir jų poveikį Žemei. Detalūs karūnos vaizdai padės mokslininkams ištirti Saulės vėjo, koronalinių masės išmetimų kilmę, taip pat atskleisti ilgalaikę Saulės karūnos temperatūros mįslę – karūna viršija milijoną laipsnių pagal Celsijų, nors Saulės paviršius gerokai šaltesnis. Šie atradimai svarbūs tikslinant Saulės aktyvumo modelius ir prognozuojant kosminius orus, kurie gali paveikti palydovus, komunikacijas ir elektros tinklus Žemėje.

Autonomija ir kosminių misijų ateitis

Proba-3 demonstruota pažangi autonominė formacinio skrydžio technologija tampa nauju etalonu tolimesnėms kosmoso misijoms. ESA skelbia, kad artimiausiu metu stebėjimo langai prasiplės – du palydovai galės nuolat stebėti Saulę net iki šešių valandų per kiekvieną 19,6 valandos orbitos ciklą. Nors pradžioje formacinė kontrolė buvo atliekama iš Žemės, būsimi bandymai leis vis labiau automatizuoti misijos valdymą – pilnai be žmogaus įsikišimo.

Išvados

Pirmojo pasaulyje dirbtinio Saulės užtemimo kosmose sukūrimas Proba-3 misijoje ESA tapo išskirtiniu įvykiu Saulės tyrimų ir kosminių technologijų istorijoje. Ji ne tik atvėrė precedento neturinčius Saulės karūnos vaizdus, bet ir paklojo pamatus būsimiems proveržiams geriau suprantant Saulės fiziką bei saugant mūsų technologijų priklausomą visuomenę nuo Saulės sąlygotų kosminių orų. Tęsdama plataus masto stebėjimus, Proba-3 žada atskleisti dar daugiau Saulės paslapčių. Jau dabar užfiksuoti įspūdingi vaizdai liudija tarptautinio bendradarbiavimo ir modernios kosminių technologijų inovacijos svarbą dabartinėje erdvės tyrimų epochoje.