OTSEPILT ⟩ Täna stardivad Euroopa tehiskaaslased, mis hakkavad Päikest varjutama – milliseid küsimusi nad lahendavad

Proba-3 missiooni raames tekib ajaloo esimene tehispäikesevarjutus. Foto: ESA

Euroopa Kosmoseagentuur lükkab käima Proba-3 missiooni, mis tekitab ajaloo esimese tehispäikesevarjutuse. See eksperiment võimaldab kuue tunni jooksul uurida Päikese krooni piirkonnas, mida on seni olnud keeruline vaadelda. Uuenduslik tehnoloogia koos satelliitide unikaalse, pikliku Maa-lähedase orbiidiga loob tingimused, et paljastada Päikese, kosmosekeskkonna ja Maa kiirgusvööde saladused. Eeldatakse, et Proba-3 missioon saab olema teaduslike läbimurrete uue ajastu algus.

Proba-3 ehk «Project for On-Board Autonomy 3» on ESA neljas kosmoses testitav uue tehnoloogia demonstratsioonimissioon. Missiooni teeb eriliseks satelliitide paigutamine, kui kaks satelliiti saadetakse üksteisest millimeetri täpsusega 150-meetrise vahega 1,4 miljoni kilomeetri kaugusele Päikese pinnast, mida pole varem saavutatud.

Proba-3 missioon tõuseb orbiidile PSLV-XL kanderaketi pardal India Satish Dhawani kosmosekeskusest Sriharikotas. Start on plaanitud TÄNA kell 10.34 GMT / 11.34 CET (Eesti aja järgi kell 12.34).

Otsepilt:

Alljärgnevalt teeme lähemalt tutvust viie peamise teadusmõistatusega, mida Proba-3 püüab lahendada.

1. Miks on Päikese kroon palju kuumem kui Päike ise?

Kuigi on teada, et Päike on väga kuum, jääb mõistatuseks, kuidas selle välisatmosfäär ehk kroon saavutab miljoneid kraade, kui nähtava pinnakihi ehk fotosfääri temperatuur jääb vaid 4500–6000 °C vahele.

Fotosfäär ei ole tegelikult tahke pind, vaid kiht, kust valgus suudab väljuda. Sügavamal Päikese tihedas sisemuses neelatakse valgus kohe teiste aatomite poolt tagasi. Alles fotosfääris, kus plasma tihedus on väiksem, pääseb valgus välja.

Krooni lähedal, mis on tiheduselt veel väiksem ja Päikese südamikust kaugemal, ootaks madalamaid temperatuure. Tegelikkuses on kroon aga ligi 200 korda kuumem.

Proba-3 lahendab selle mõistatuse, uurides krooni Päikese pinnale lähemalt kui ükski varasem koronagraaf. Üks satelliit blokeerib Päikese otsese valguse, võimaldades teisel satelliidil vaadelda krooni valguskiirgust vaid 70 000 km kauguselt Päikesest.

Missiooni peamine teadusinstrument on koronagraaf ASPIICS («Association of Spacecraft for Polarimetric and Imaging Investigation of the Corona of the Sun»), mis jälgib plasma liikumist kroonis ja püüab avastada laineid, mis võivad seletada krooni kõrgeid temperatuure. Lisaks saab ASPIICS erinevate valgusfiltrite abil määrata, millised krooni piirkonnad on kuumemad.

Proba-3 missiooni jooksul saadetakse kaks satelliiti üksteisest millimeetri täpsusega 150-meetrise vahega 1,4 miljoni kilomeetri kaugusele. Foto: ESA

2. Mis kiirendab päikesetuult?

Päikesetuul koosneb pidevalt voolavatest osakestest. Peamiselt elektronidest, prootonitest ja alfaosakestest, ning kohtudes Maa magnetväljaga, põhjustab see virmalisi. Päikesetuul jaguneb aeglasteks (kuni 1,8 miljonit km/h) ja kiireteks (üle 2 miljoni km/h) liikuvateks voogudeks.

Aeglane päikesetuul on seotud Päikese krooni aktiivsete piirkondadega, nagu päikeselaigud, samas kui kiire päikesetuul pärineb krooniavades asuvatest avatud magnetvälja kiirtest.

Proba-3 ASPIICSi koronagraaf uurib, kuidas päikeselaigud ja nende keerulised magnetväljad mõjutavad aeglase päikesetuule teket. Kiire päikesetuule osas keskendub Proba-3 plasma liikumisele ja «magnetilistele keeristele», mis võivad anda sellele täiendava tõuke.

3. Kuidas Päike paiskab välja ainekogumeid?

Päikese aktiivsus ei piirdu üksnes päikesetuulega – võimsamad ilmingud, nagu kroonimassi heited (CMEd), kujutavad endast suuremat mõju. Need laetud osakeste mullid võivad deformeerida Maa magnetvälja, põhjustada geomagnetilisi torme ja häirida tehnoloogiat.

Proba-3 pakub unikaalseid võimalusi, et jälgida CME sündmusi nende algusest kuni nende laienemiseni Päikesest kaugemale. Missiooni ulatuslik vaateväli ja pikad vaatlusperioodid võimaldavad dokumenteerida CMEde teket enneolematu detailsusega.

Et päikesevarju täpselt suunata Coronagraph-satelliidi pinnale, tuleb kahe satelliidi suhtelist asukohta ja suunda kontrollida keeruka sensorite komplekti abil. See hõlmab intersatelliit-raadiolinke, GNSS-süsteemi, visuaalseid kujutisi ja lasermõõtmise süsteemi, mis on kriitiline lähivahemiku positsioneerimisel. Occulter saadab laseri valguskiire Coronagraph-satelliidil paiknevale peegeldile, et määrata täpset kaugust ja suunda millimeetri täpsusega. Foto: ESA

4. Kuidas käituvad Maa kiirgusvöödes lõksus olevad elektronid?

Maa Van Alleni kiirgusvööd koosnevad kiiretest, energiarikastest osakestest, mis võivad kahjustada satelliite ja ohustada astronaute. Proba-3 elliptiline orbiit, ulatudes 600 km kõrguselt kuni 60 530 km kaugusele, annab võimaluse põhjalikult analüüsida mõlemat kiirgusvööd.

Missiooni 3D-energeetiliste elektronide spektromeeter (3DEES) mõõdab elektronide hulka, päritolusuunda ja energiat kuues suunas, pakkudes esimest korda detailset ülevaadet kiirgusvööde dünaamikast nii normaaltingimustes kui kosmosekeskkonna mõjutuste oludes.

Proba-3 Occulter satelliidi ülevaatus. See uuenduslik satelliit on oluline osa Proba-3 missioonist, sest see blokeerib Päikese otsese valguse, võimaldades teisel satelliidil saavutada pideva vaate Päikese kroonile. Kahe satelliidi täpne koostöö, lennates 150 meetri kaugusel üksteisest, loob unikaalsed tingimused Päikese atmosfääri seni raskesti jälgitavate piirkondade uurimiseks. Proba-3 missioon on oluline samm teadusuuringutes, mis keskenduvad Päikese aktiivsuse ja kosmoseilma mõju mõistmisele. Foto: ESA

5. Kui palju muutub Päikese energiaväli aja jooksul?

Päikese energiatootlus muutub sõltuvalt Maa kaugusest ja 11-aastasest päikesetsüklist. Kuigi inimtegevus on hiljutise kliimamuutuse peamine põhjus, on võimalik, et Päikese aktiivsus mõjutas varasemaid kliimamuutusi, näiteks viimast jääaega.

Proba-3 «Occulter»-satelliit mõõdab digitaalse absoluutse radiomeetri (DARA) abil Päikese kiirgusvõimsust, pakkudes suuremat täpsust tänu kosmosekeskkonna väiksematele häiringutele.

Proba-3: teaduslike läbimurrete uue ajastu algus

Proba-3 hakkab avardama meie arusaama Päikesest ning selle mõjust Maale ja kosmosele. Uued andmed, mis pärinevad enneolematust tehnoloogiast ja tähelepanuväärsest koostööst, aitavad lahendada kaua vastuseta jäänud küsimusi ning kujundada tuleviku kosmoseuuringuid.

Proba-3 missioon tõuseb orbiidile PSLV-XL kanderaketi pardal India Satish Dhawani kosmosekeskusest Sriharikotas. Start on plaanitud TÄNA kell 10.34 GMT / 11.34 CET (Eesti aja järgi kell 12.34).

Proba-3 missiooni starti Indiast saab jälgida ESA-WEB-TV vahendusel, ülekanne algas kell 12.00.  

Allikas: Euroopa Kosmoseagentuur