Вояджер-1 долетел до края Солнечной Системы
После 33-летней одиссеи, космический корабль НАСА Вояджер-1 достиг области, в которой отсутствует исходящий солнечный ветер.
Зонд НАСА, запущенный 33 лет назад для детального изучения Юпитера и Сатурна, вошел регион, где угасает поток заряженных частиц от солнца.
Эта финальная фаза изучения солнечной системы должна продлиться еще четыре года, как показывают компьютерные модели. Но ученые, заведующие проектом, не берутся сказать, как все обернется в реальности.
Вояджер-1 находится в данный момент на расстоянии более чем 17.3 миллиардов километров от солнца, в регионе, известном под названием гелиосферная мантия, где солнечный ветер встречается с магнитными силами межзвездного пространства и его движение приобретает турбулентный характер.
В июне, Вояджер-1 передал информацию, согласно которой он вышел за пределы исходящего потока частиц солнечного ветра.
Летя на скорости примерно в 60 000 километров в час, Вояджер-1 продолжает свой путь к межзвездному пространству. Он настолько отдалился от Земли, что радиосигналы, перемещающиеся на скорости света, доходят до космического корабля за 16 часов.
Его двойник, Вояджер-2, летит в более спокойном темпе, на скорости в 56 000 км/час и выйдет за пределы солнечной системы, в южном направлении, через несколько лет после Вояджера-1, который летит на север и станет первым созданным человеком аппаратом, который выйдет в межзвездное пространство.
Ученые надеются, что плутониевого источника энергии у Вояджера-1, хватит, по крайней мере, на пять лет исследования межзвездного пространства, прежде чем он исчерпается.
«Каждый раз, когда мы исследуем новое, то открываем что-то совершенно неожиданное», — сказал ученый-сотрудник проекта Вояджер, Роб Декер из Лаборатории Прикладной Физики при Университете Джона Хопкинса в Мэриленде.
«Мы даже не ожидали, что продвинемся столь далеко», — сказал он.
«Когда мы только начинали, то космическая эра началась всего 20 лет назад, и у нас не было свидетельств того, что аппараты могут служить столь долго», — добавил ученый проекта Вояджер из Калифорнийского Института Технологий, Эд Стоун. «Он непоколебим».
Команда проекта Вояджер, представила свои открытия на собрании Американского Геофизического Союза, который проходил в Сан-Франциско на этой неделе. Посетите новостной портал, спорим, рассуждаем, доказываем.
Источник
Зонд «Паркер» поставил новый рекорд близости к Солнцу
NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory
Зонд «Паркер» совершил шестой по счету близкий пролет мимо Солнца, поставив новые рекорды близости к звезде и скорости движения рукотворного космического аппарата. Он оказался всего в 13,5 миллионах километров от фотосферы светила, что эквивалентно 35 расстояниям от Земли до Луны, и вновь успешно собрал научные данные, которые вскоре передаст на Землю, сообщается на сайте миссии.
Солнечный зонд «Паркер» был запущен в космос в августе 2018 года. Он предназначен для изучения и определения параметров солнечного ветра вдоль своей траектории, а также исследования внешних слоев звезды, и за семь лет работы должен совершить 24 оборота вокруг Солнца, все больше сближаясь с ним. Для того, чтобы аппарат сохранял работоспособность в условиях высоких температур и мощных потоков заряженных частиц, он оснащен многослойным теплозащитным щитом, за которым укрыты научные приборы, и системой охлаждения.
За два года работы «Паркер» совершил пять сближений с Солнцем и получил немало интересных данных, в частности показал движение солнечного ветра, увидел пылевой след астероида Фаэтон и комету NEOWISE, помог понять механизмы ускорения частиц около Солнца и впервые обнаружить заряженные частицы, рождающиеся на границе между быстрым и медленным солнечным ветром.
11 июля 2020 года зонд совершил третий пролет вблизи Венеры, 25 сентября начал шестое тесное сближение с Солнцем, а 27 сентября пролетел на минимальном расстоянии около 13,5 миллионов километров от фотосферы звезды, двигаясь со скоростью 466592 километров в час, установив новые рекорды по близости к Солнцу и скорости движения рукотворного космического аппарата. Ожидается, что в середине декабря 2024 года зонд практически войдет в атмосферу Солнца, оказавшись на расстоянии около шести миллионов километров от условной поверхности звезды, что в семь раз ближе, чем перигелий орбиты Меркурия, это позволит получить уникальные научные данные.
Текущее положение зонда на диаграмме «Расстояние от Солнца—день полета».
Источник
Зонд «Паркер» и удивительные открытия погружения в атмосферу Солнца
Наш обозреватель Николай Гринько рассказывает, что это за зонд, какие у него задачи и какие открытия он уже помог сделать человечеству.
Фото: NASA/Johns Hopkins APL/Steve Gribben
12 августа 2018 года агентство NASA запустило с мыса Канаверал ракету-носитель Delta IV Heavy, которая подняла в космос тяжелый спутник размером с автомобиль и направила его в сторону Солнца. Спутник был назван Parker Solar Probe – в честь американского астронома Юджина Паркера, который еще в 1958 году придумал термин «солнечный ветер». Именно для изучения солнечного ветра и предназначался этот космический аппарат: по плану он должен был выйти на сильно вытянутую эллиптическую орбиту и за семь лет облететь нашу звезду 24 раза, приближаясь к ней на рекордное расстояние.
Орбита у «Паркера» не слишком стабильная, и это сделано специально: с каждым витком он будет пролетать чуть ближе к Солнцу, пронизывая его корону на скорости около 200 километров в секунду. Уже в ноябре спутник оказался в первом перигелии – на расстоянии 15 миллионов километров от поверхности Солнца. Так близко к светилу до этого момента не приближался ни один аппарат (предыдущий рекорд был установлен спутником «Гелиос-2» в 1976 году, и тогда дистанция сближения превышала 43 миллиона километров). Пронзив солнечную корону, «Паркер» вернулся обратно, «поднявшись» почти до орбиты Земли, а затем вновь устремился к Солнцу.
Все это время «Паркер» исправно отправляет данные своих наблюдений на Землю, а ученые публикуют в открытом доступе отчеты. Правда, выглядят они примерно так: «…возможные механизмы включают в себя турбулентность альфвеновской волны, нагрев путем повторного соединения в нанофлаерах, нагрев ионных циклотронных волн и ускорение с помощью тепловых градиентов». Попытаемся передать это более понятным языком.
Для начала данные «Паркера» помогли астрономам определиться с источником солнечного ветра.
Частицы извергаются в космос с разными скоростями – ученые разделяют солнечный ветер на «быстрый» (до 800 километров в секунду) и «медленный» (до 400 километров в секунду). Быстрый ветер «дует» из коронарных дыр – так называют области короны с пониженной плотностью и температурой. Теперь стало ясно, что и источником медленного ветра являются все те же коронарные дыры.
«Паркер» сфотографировал солнечную корону. Фото: NASA/NRL/PARKER SOLAR PROBE
Кроме того, у солнечного ветра есть собственное магнитное поле – об этом знали и раньше. Но «Паркер» обнаружил, что иногда оно за несколько секунд меняет свое направление почти на противоположное и обратно. Почему так происходит – пока неизвестно.
Известно, что в космосе нет абсолютного вакуума – пространство наполнено частицами вещества, которые называют космической пылью. Но огромная температура Солнца испаряет эту пыль на некотором расстоянии от звезды. Данные с «Паркера» подтверждают эту теорию: по крайней мере, на том расстоянии от светила, на котором находился зонд, содержание пыли в космосе существенно падает.
Немного позже выяснилось, что солнечный ветер вращается. До Земли он долетает в виде прямолинейного потока, но ведь Солнце вращается вокруг своей оси, а значит, и ветер в самом начале своего пути должен следовать этому вращению. До сих пор не было известно, где именно круговое движение ветра переходит в линейное. «Паркер» смог найти эту границу на расстоянии примерно 30 миллионов километров от Солнца. Мало того, оказалось, что в непосредственной близости от светила солнечный ветер буквально «кипит» – в нем наблюдается очень сильная турбулентность.
А зная способность космических аппаратов работать и после положенного срока, можно ожидать, что «Паркер» прослужит намного дольше, чем планировалось.
Источник
Все за сегодня
Политика
Экономика
Наука
Война и ВПК
Общество
ИноБлоги
Подкасты
Мультимедиа
Наука
Space (США): солнечный зонд «Паркер» приоткрывает завесу тайны над нашей ближайшей звездой
Стали известны первые результаты дерзновенной миссии.
Солнце начинает выдавать свои тщательно охраняемые секреты.
Получены первые научные результаты с солнечного зонда НАСА «Паркер», который долетел до Солнца быстрее всех прочих рукотворных объектов в истории и приблизился на самое малое расстояние.
Первые данные с борта «Паркера», опубликованные сегодня в четырех сообщениях на сайте журнала «Нейче» (Nature), позволили приподнять завесу тайны над нашей звездой, которая хранила свои секреты очень ревностно и надежно, хотя и является самым ярким светилом на нашем небосводе.
«Эти сообщения показывают, что попав в неисследованный регион солнечной системы, зонд «Паркер» уже совершил величайшее открытие, — написал в сопроводительной заметке в рубрике «Новости и мнения» в том же номере журнала Дэниел Вершарен (Daniel Verscharen), работающий исследователем в космической лаборатории Малларда при Лондонском университетском колледже. Сам Вершарен в новых исследованиях не участвует.
Поцеловать Солнце
«Паркер» отправился в космос в августе 2018 года, чтобы помочь ученым лучше понять механизмы работы и устройство Солнца. Стоимость программы составила полтора миллиарда долларов.
Больше всего ученые хотят разгадать две давние загадки. Как непрерывно летящий прочь от Солнца поток частиц под названием солнечный ветер разгоняется до колоссальных скоростей? И почему внешняя атмосфера Солнца корона имеет более высокую температуру, чем его поверхность? (Температура огненной короны Солнца может достигать 1,1 миллиона градусов Цельсия. А температура солнечной поверхности по сравнению с ней ничтожна — 6 000 градусов Цельсия.)
Контекст
Space: что происходит в межгалактическом пространстве?
Nature: как гости из межзвездного пространства переворачивают астрономию с ног на голову
«Паркер» ищет ответы на эти вопросы, беспардонно вторгаясь в пределы короны. Раз в пять месяцев или около того зонд пронзает испепеляющую атмосферу Солнца, делая беспрецедентные по своей близости снимки нашей звезды.
Во время таких сближений, которые называют прохождением перигелия, зонд будет находиться на расстоянии 24 миллиона километров от солнечной поверхности. До этого полета минимальное расстояние сближения исследовательских аппаратов с Солнцем составляло 42,73 миллиона километров. Этот подвиг в 1976 году совершил космический аппарат «Гелиос-2», отправленный в полет совместными усилиями США и бывшей Западной Германии.
«Гелиос-2» также поставил рекорд скорости относительно Солнца, которая достигла 246 960 километров в час. Затем этот рекорд побила межпланетная станция НАСА «Юнона», сделав это на подлете к газовому гиганту Юпитеру в июле 2016 года, когда ей удалось развить скорость 265 000 километров в час. Но «Паркер» на сегодня является неоспоримым рекордсменом. Во время первого прохождения перигелия 6 ноября 2018 года мощная солнечная гравитация ускорила аппарат до максимальной скорости 343 181 километр в час.
Условия в области короны экстремальные, и поэтому «Паркер» оснащен мощной защитной термоброней. Это щит из углепластика толщиной 11,4 сантиметра, защищающий зонд и четыре его научных прибора от сильнейшей жары и радиации.
К аппаратуре «Паркера» относится прибор для измерения электрического и магнитного полей и волн (Fields), прибор для исследования электронов, протонов и тяжелых ионов, которые разгоняются до огромных скоростей в атмосфере Солнца и за ее пределами (ISoIS), набор телескопов для наблюдения за короной и окружающей ее средой (WISPR), а также аппарат SWEAP, изучающий самые распространенные элементы солнечного ветра, такие как электроны, протоны и ионы гелия.
В новых журнальных статьях говорится о том, что удалось увидеть во время первых двух сближений с Солнцем, которые имели место в ноябре 2018 и в апреле 2019 года.
Выявление источника «медленного» солнечного ветра
В ходе одного исследования с помощью прибора Fields удалось получить данные о «медленном» солнечном ветре. Это составная часть потока, скорость которой никогда не превышает 1,8 миллиона км/час. «Медленный» в данном случае понятие относительное, потому что «быстрый» солнечный ветер мчится со скоростью в два раза быстрее.
Ученым уже известно, что быстрый солнечный ветер рождается в крупных «дырах» короны, как называют участки, где внешняя атмосфера значительно холоднее и тоньше нормальных значений. Находятся они возле солнечных полюсов. Полученные с помощью прибора Fields данные указывают на то, что и медленный ветер исходит из дыр в короне, но эти дыры меньшего размера и находятся возле солнечного экватора.
Fields также обнаружил неожиданные изменения направления солнечного магнитного поля, идущего мимо зонда. Иногда это поле меняло направление на 180 градусов, но уже через несколько секунд или минут поворачивало обратно.
«Наверное, такие переключения связаны с некими струями плазмы, — отметил в своем сообщении руководитель исследований Fields профессор Стюарт Бейл (Stuart Bale), преподающий физику в Калифорнийском университете Беркли. — У меня такое чувство, что эти переключения, или струи, играют важную роль в нагревании солнечного ветра».
Статьи по теме
CNN: изучение черных дыр переживает ренессанс
Air & Space: спустя много лет «Вояджеры» продолжают работать
Между тем, данные, полученные прибором SWEAP, указывают на то, что эти развороты являются «подвижными изгибами S-образной формы в силовых линиях поля, исходящего от Солнца», и что такие переключения направления увеличивают скорость солнечного ветра.
Данные ISoIS помогают конкретизировать возникающую картину. Они показывают, что у солнечных частиц высокой энергии уходит больше времени на то, чтобы долететь до «Паркера», чем ученые думали ранее. Возможно, это вызвано тем, что они движутся вдоль S-образных силовых линий, имея неожиданную траекторию.
ISoIS также зафиксировал множественные взрывы (вспышки) частиц, которые невозможно заметить с помощью наземных приборов. «Это поразительно — даже при минимальных солнечных условиях Солнце производит гораздо больше крошечных энергетических событий, чем мы думали раньше», — отметил Дэвид Маккомас (David McComas) из Принстонского университета, являющийся ведущим автором одного из новых исследований. (Солнечная активность убывает и усиливается в течение 11-летнего цикла, и в настоящее время наша звезда находится в относительно спокойной фазе.)
«Эти измерения помогут нам определить источники, ускорение и методы движения солнечных частиц высокой энергии, и в конечном итоге лучше защитить спутники и астронавтов в будущем», — отметил Маккомас.
А прибор WISPR создает более четкую картину Солнца, короны и сложного, постоянно бурлящего непосредственного окружения нашей звезды. Снимки этого прибора помогают комплексно и в надлежащем контексте оценивать информацию, собранную другой аппаратурой, а также делать определенные выводы на основании самих изображений.
Например, в четвертом научном сообщении говорится о том, что снимки WISPR указывают на наличие свободных от пыли зон вблизи Солнца. Эти зоны не зафиксированы непосредственно, но их существование теоретически допускается. «Детальные изображения с „Паркера» указывают на пространственные изменения в солнечном ветре, которые соответствуют изменениям в солнечном магнитном поле на поверхности, и показывают, что небольшие сгустки плазмы выбрасываются с Солнца и становятся составной частью молодого солнечного ветра», — написал Вершарен.
Лучшее впереди
Ответы на вопросы о солнечном ветре найдены лишь частично, и пока неясно, почему корона нагревается так сильно (хотя новые результаты позволяют сделать некоторые интригующие догадки). Однако у команды «Паркера» достаточно времени, чтобы уточнить детали, так как опубликованные недавно результаты — это только начало. Космический зонд продолжит исследование Солнца вплоть до конца 2025 года, подбираясь все ближе и ближе к его поверхности благодаря гравитационному воздействию Венеры на его траекторию.
Например, завершающая научная орбита «Паркера» будет проходить всего в 6,16 миллиона километров от солнечной поверхности, а скорость зонда в этот момент будет составлять 690 000 км/час.
Такие сближения в будущем будут происходить все чаще, потому что орбита «Паркера» вокруг Солнца будет сокращаться. Сейчас зонд обращается вокруг нашей звезды примерно за 150 земных дней, а к концу полета это время уменьшится до 88 дней.
Продолжительность полета позволит ученым изучить Солнце на разных этапах его 11-летнего цикла активности. Таким образом, сближающийся с нашим светилом зонд должен собрать много интересных данных, изучением которых исследователи будут заниматься долгое время.
«Есть надежда, что данные с „Паркера» будут определять наши представления о Солнце и солнечном ветре долгие годы, — написал Вершарен. — Сделанные зондом открытия подтолкнут ученых к созданию новых моделей и теорий, и эти знания можно будет применить к другим звездам и астрофизической плазме из самых разных уголков Вселенной».
Материалы ИноСМИ содержат оценки исключительно зарубежных СМИ и не отражают позицию редакции ИноСМИ.
Источник