Сонце розкриває свої секрети: як Solar Orbiter переосмислює наше розуміння космічної погоди
Сонце-джерело життя на Землі, але одночасно і непередбачуване джерело космічних загроз. Його активність, що виявляється у вигляді сонячних спалахів і викидів корональної маси (КВМ), здатна порушити роботу супутників, пошкодити електромережі і навіть створити небезпечні умови для астронавтів. Довгий час ми стикалися з проблемою прогнозування цих явищ, але останні досягнення в області космічних досліджень, зокрема завдяки місії Solar Orbiter, відкривають нову еру в розумінні Сонця і його впливу на нашу планету.
Solar Orbiter-це спільний проект Європейського космічного агентства (ЄКА) і NASA, який був запущений в 2020 році з амбітною метою підійти до Сонця ближче, ніж будь-коли раніше, і спостерігати його з безпрецедентною деталізацією. Результати перших спостережень виявилися приголомшливими: вчені виявили, що надшвидкісні електрони, що виходять від сонця, мають вибухонебезпечне походження і пов’язані з двома різними типами сонячної активності.
Дві сторони однієї медалі: імпульсивні та поступові викиди
Донедавна ми знали, що сонце викидає заряджені частинки, які можуть становити загрозу для нашої технологічної інфраструктури. Однак Solar Orbiter дозволив чітко розрізнити два типи цих викидів: “імпульсивні” та “поступові”.
Імпульсивні викиди пов’язані з невеликими, але інтенсивними сонячними спалахами, які відбуваються в невеликих областях Сонця. Ці спалахи вивільняють енергійні електрони у вигляді коротких, але потужних імпульсів.Поступові викиди, навпаки, пов’язані з більшими і тривалішими КВМ. Ці викиди вивільняють більш широкий потік частинок протягом більш тривалого періоду часу.
Розділення цих двох типів викидів є проривом у нашому розумінні сонячної активності. Раніше ми розглядали всі сонячні викиди як однорідну масу, але тепер ми знаємо, що вони мають різні джерела, механізми прискорення та траєкторії руху. Ці знання є критично важливими для розробки більш точних моделей космічної погоди.
Затримка часу: загадка, яку розкриває Solar Orbiter
Одним з найбільш інтригуючих питань, які займали вчених, була затримка в часі між початком сонячного спалаху або викиду КВМ і викидом SEE в космос. Іноді ці електрони вимагали годинник, щоб покинути Сонце, що ускладнювало прогнозування їх впливу на Землю.
Solar Orbiter допоміг розгадати цю загадку. Виявляється, затримка в часі пов’язана не тільки з процесом вивільнення електронів, але і з їх рухом в просторі. Електрони стикаються з турбулентністю, розлітаються в різні боки і, таким чином, не відразу виявляються. Ці ефекти посилюються в міру віддалення від сонця.
Сонячний вітер і траєкторія електронів
На переміщення SEE по Сонячній системі впливає Сонячний вітер-потік заряджених частинок, який виходить від сонця і забирає за собою магнітне поле зірки. Оскільки SEE-це заряджені частинки, їх траєкторії в просторі обмежені і розсіюються сонячним вітром і пов’язаними з ним магнітними полями. Це явище також необхідно враховувати при прогнозуванні космічної погоди.
Особистий досвід: спостереження за динамікою Сонця
Як людина, яка працює в космічній інженерії, я завжди захоплювався динамікою Сонця. Я пам’ятаю, як у дитинстві читав книги про сонячні спалахи і захоплювався силою нашої зірки. Але тільки зараз, завдяки місії Solar Orbiter, ми починаємо розуміти, наскільки складна і непередбачувана ця система.
Нещодавно я брав участь у семінарі, присвяченому результатам місії Solar Orbiter. Вчені представили нові моделі Сонячної активності, які враховують різні типи викидів та їх взаємодію з сонячним вітром. Я був вражений тим, наскільки далеко ми зайшли в розумінні Сонця всього за кілька років.
Перспективи на майбутнє: Smile і Vigil
Місія Solar Orbiter-це лише перший крок до глибшого розуміння Сонця. У найближчі роки esa планує запустити ще дві місії, які допоможуть нам отримати ще більш повну картину сонячної активності:
Smile (Solar wind Million And billion-scale eXplorer) буде вимірювати силу сонячного вітру і те, як він взаємодіє з магнітним полем Землі.Vigil (European Vigil Solar Orbiter) буде вивчати “зворотну сторону” сонця, щоб виявити потенційно небезпечні сонячні явища до того, як вони повернуться до землі.
Ці місії дозволять нам значно покращити прогнози космічної погоди та захистити наші супутники та астронавтів від небезпечних сонячних явищ.
Практичні висновки та рекомендації
Результати місії Solar Orbiter мають важливе значення не тільки для вчених, але і для представників різних галузей промисловості, що залежать від космічної інфраструктури.
- Супутникові оператори: Необхідно враховувати різні типи сонячних викидів при плануванні операцій із супутниками.
- Космічні агентства: Слід розробляти нові технології захисту супутників від впливу сонячних явищ.
- Енергетичні компанії: Слід готуватися до можливих порушень роботи електромереж, викликаним сонячними спалахами.
- Авіакомпанія: Необхідно розробляти нові маршрути польотів, щоб уникнути впливу підвищеного рівня радіації.
Висновок: Ера нових можливостей
Місія Solar Orbiter-це тріумф людського розуму і міжнародного співробітництва. Вона відкриває нову еру в розумінні Сонця і його впливу на нашу планету. Завдяки цим знанням ми зможемо краще захистити нашу космічну інфраструктуру та забезпечити безпечне майбутнє для людства.
Сонце – це не тільки джерело життя, а й джерело небезпеки. Але завдяки науці та техніці ми можемо навчитися керувати цією небезпекою та використовувати енергію сонця для блага людства. Ми стоїмо на порозі нових відкриттів і можливостей, і майбутнє космічних досліджень виглядає багатообіцяючим. Ми, як суспільство, повинні продовжувати інвестувати в науку та технології, щоб забезпечити безпечне та процвітаюче майбутнє для всіх. Майбутнє космічної погоди – в наших руках!
