Почему мы только один раз видели полюса Солнца?

Мы уже полвека изучаем Солнечную систему с помощью космических аппаратов, но почти ни разу не вышли из двухмерного пространства. И это объяснимо. Планеты вращаются в одной плоскости — эклиптической, и нам не нужно лететь куда-то вверх или вниз от неё. Всё, что подлежит исследованию, расположилось внутри неё. Ну, или почти всё. Из плоскости эклиптики практически невозможно изучать то, что находится у полюсов Солнца, а это небесное тело учёным интересно полностью, без исключений. Поэтому они запустили «Улисс».

В 1990 году НАСА и Европейское космическое агентство отправили за пределы эклиптики первый орбитальный аппарат, и тот за восемнадцать лет работы собрал гигантский массив информации о Солнце. Он в огромной степени изменил представление человечества о своей звезде.

Так почему бы учёным не запустить ещё один аппарат, если этот был настолько эффективен? Наверное, потому, что полёты вне эклиптики — в высшей степени непростое дело. Планеты не случайно находятся в одной и той же плоскости — они сформировались в одном диске вращающейся материи. Выбраться из этой полоски очень трудно.

Когда вы запускаете что-либо с объекта, находящегося внутри этой плоскости, например, Земли, космический аппарат, согласно законам гравитации, будет стремиться остаться в ней. Чтобы выбраться, нужно «отменить» весь тот момент, который сообщается вращением плоскости, и начать двигаться практически перпендикулярно к месту запуска. Это настолько трудно, что мы ещё не смогли создать ракету, которая со старта отправила бы груз за пределы эклиптики. Но «Улиссу», благодаря гениальным техническим решениям инженеров, это сделать удалось.

Когда перед запускаемым аппаратом стоит задача полететь очень далеко и очень быстро, используется гравитационный маневр. По своей сути это подлёт к крупному космическому телу и использование его массы для резкого ускорения по новой траектории. Он способен работать и для выхода за пределы эклиптики, как в случае с «Улиссом». Просто к вопросу этому надо подойти с большей изобретательностью, чем обычно.

Покинув Землю, «Улисс» отправился к Юпитеру, который является самой крупной планетой Солнечной системы, и может ускорять, как огромная праща, всё, что к нему подлетает на достаточно близкое расстояние. Космический аппарат пролетел над полюсами Юпитера, а затем совершил пертурбационный маневр, который вывел его на траекторию, перпендикулярную эклиптике. В результате «Улисс» полетел в направлении точки своего запуска, то есть фактически обратно! Затем он начал описывать огромные круги вокруг Солнца.

Выход этой межпланетной станции из области эклиптики позволил нам взглянуть на своё светило с другого угла, уточнить свои представления о его магнитосфере, составе и солнечном ветре. Но это далеко не всё, что сделал «Улисс». На его борту были приборы, позволяющие изучать пыль, имеющуюся в нашей системе, а также излучение высокоэнергетических источников дальнего космоса, например, чёрных дыр. Результаты миссии были потрясающими. За восемнадцать лет работы «Улисс» совершил почти три полных витка вокруг Солнца. По результатам миссии было опубликовано около тысячи научных статей.

Читайте так же:  Была ли у нашего Солнца ещё одна планета?

Уникальная перспектива, полученная с помощью «Улисса», позволила учёным составить первую трёхмерную модель магнитосферы и химического состава Солнца. Аппарат провёл физическое исследование межзвёздной пыли и доказал, что огромное её количество проникает в нашу Солнечную систему — в 30 раз больше, чем считалось до этого. И благодаря тому, что «Улисс» продержался на боевом посту так долго, ему удалось собрать данные о полутора солнечных циклах, то есть он предоставил полную картину о тех метаморфозах, которые с течением времени претерпевает наше светило.

Солнечные вспышки
Солнечные вспышки

Каждые шесть лет Солнце либо очень активно, и выдаёт множество вспышек и тёмных пятен, либо ведёт себя спокойно. «Улисс» показал, что такие характеристики звезды, как, например, количество извергаемого солнечного ветра, зависят от уровня её активности. Также ему удалось зафиксировать постепенное общее ослабление этого потока заряженных частиц. Сегодня считается, что это связано с естественным снижением магнитной активности Солнца, но пока не очень ясно, как, когда и почему завершится этот «тренд».

Как бы то ни было, понимание этих процессов очень важно для учёных, потому что солнечный ветер представляет угрозу для электроники на борту МКС и спутников, в огромном количестве вращающихся вокруг нашей планеты и обеспечивающих тот образ жизни, к которому привыкло современное человечество. Благодаря открытиям, совершенным с помощью «Улисса», мы стали лучше понимать поведение солнечного ветра, а значит, и лучше защищать космонавтов на орбите и Интернет в своих модемах и компьютерах.

Солнечный орбитальный спутник
Солнечный орбитальный спутник

Если отвлечься от близкой каждому из нас Солнечной системы, то «Улисс» помог подтвердить существование магнетаров. Это нейтронные звёзды с очень сильными магнитными полями, излучающие гигантские количества гамма-лучей, причём нерегулярно и хаотично, как будто по какой-то непонятной прихоти. Совместно с несколькими другими космическими аппаратами «Улисс» в 1998 году засёк всего лишь четвёртый известный нам объект этого типа, причём наиболее яркий. Гипотеза магнетаров тогда только начинала получать признание в научных кругах, поэтому добытая информация оказалась крайне ценной. Список достижений и подвигов «Улисса» можно продолжать и дальше.

Миссия этой межпланетной станции завершилась в 2008 году, и сейчас уже трудно представить, сколько научной литературы написано на основании полученной ею данных. Покинуть эклиптическую орбиту, как видим, было трудно, но оно того определённо стоило. Именно поэтому человечество собирается отправить ещё один аппарат за её пределы. НАСА и Европейское космическое агентство в ближайшем будущем запустят космический аппарат «Solar Orbiter». Старт этого проекта намечен на 2020 год. Межпланетная станция будет находиться на орбите, имеющей наклон от 25 до 34 градусов к плоскости эклиптики, что, конечно, сильно не дотягивает до почти перпендикулярной орбиты «Улисса», но всё равно обещает принести огромное количество информации о нашей звезде.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector