Először megy űrszonda a Naphoz

Rekordközelségből, a Merkúr pályáján belülről elemezheti a Napot a Solar Orbiter. Az Európai Űrügynökség által tervezett űrszonda azt vizsgálja majd, hogyan áramlik ki a napszél a csillagból. Segítségével könnyebben lehet majd előrejelezni a naptevékenység földi hatásait is.

A Solar Orbiter-űrszonda fantáziarajza (ESA)

Az Európai Űrügynökség legújabb, egyelőre csak tervezett küldetése minden korábbinál közelebbről vizsgálná a Napot. Az ilyen elemzés a forró felszín és az erős sugárzások miatt igen veszélyes, ezért eddig még egyetlen szonda sem közelítette meg ennyire a csillagot. A legkorábban 2017-ben kezdődhet a küldetés, azonban előbb még a programot ki kell választania az Európai Űrügynökség (ESA) vezetésének több tervezett, egymással versenyben álló ötlet közül. Az űreszköz elkészítésében és felbocsátásában a NASA is közreműködne.

A küldetés fő célja annak megállapítása, miként alakulnak ki a Nap külső légkörének és az onnan kiáramló napszélnek a jellemzői. Főleg a mágneses tér elemzése alapján lehet kideríteni, hogy a Nap felszíni aktivitása milyen kapcsolatban áll a bolygóközi térbe kijutó részecskefelhőkkel. Mindennek elemzése földi távolságból nem lehetséges - közel kell menni a Naphoz a pontos adatok megállapításához.

A szondát Atlas V típusú amerikai hordozórakéta indítaná a Kennedy Űrközpontból 2017 januárjában. A start után a Solar Orbiter kétszer is elhaladna a Vénusz mellett az úgynevezett hintamanőverek végzése közben. Ezen manőverek, valamint a saját hajtóművével végrehajtott pályakorrekciók segítségével a Naprendszer fősíkja (tehát a bolygók keringési síkja) fölé emelkedik. Innen tudja a Nap kevéssé ismert sarkvidéki területeit is tanulmányozni.

Sematikus ábra, amely egy koronakitörést (CME) és a mágneses erővonalakat, valamint az azok körül spirálozó részecskék jellemzőit mutatja (ESA)

Az űrszonda 45 millió kilométerre fogja megközelíteni a Napot, ami a csillag átmérőjének közel harmincszorosa. Összehasonlításként, ez a legközelebbi bolygó, a Merkúr legkisebb naptávolságának 92%-a. Ilyen közelről a Nap felszínének egyetlen részét sem tanulmányozták még, különösen kevés az információ a szonda fő célterületét jelentő sarkvidékekről. A Solar Orbiter pályája a Nap ritkán elemzett pólusai felett is elhalad majd.

Ebben a térségben igen intenzív a napsugárzás, ami ellen a szonda pajzzsal fog védekezni - ennek segítségével tudja a belsejében elhelyezett számítógépeknek az ideális - szobahőmérséklethez közeli - állapotot fenntartani (a jobb oldali ábrán a szonda becsült hőmérséklet-eloszlása figyelhető meg).

A szonda megépítésére a brit Astrium céget választották, noha a küldetés megvalósításáról végső döntést még nem hoztak. A szonda elkészítése 300 millió euróba kerülne - ez az eddigi legnagyobb összeg, amelyet az ESA egy külső kivitelező cégnek fizetne a Brit-szigeteken.

A Solar Orbiter űrszonda műszerei

Műszerek a Nap felszínének elemzésére:

• polarimetrikus és helioszeizmikus elemző (Polarimetric and Helioseismic Imager, PHI): a napfelszín mágneses terének vizsgálatára az egész napkorongon
• ultraibolya képfelvevő (EUV full-Sun and high-resolution Imager, EUI): a Nap légkörének megfigyelésére a nagyenergiájú ultraibolya hullámhosszokon
• ultraibolya színképelemző (EUV spectral Imager, SPICE): a napfelszín és a korona jellemzésére színképi adatok alapján
• röntgen spektrométer és távcső (X-ray spectrometer/telescope, STIX): 4-150 keV közötti energiatartományban a röntgensugárzás elemzésére
• koronagráf (Coronagraph, METIS/COR): a Nap külső légkörének polarizált, valamint keskeny- és szélessávú megfigyelésére
• helioszféra képrögzítő (Heliospheric Imager, SoloHI): a napszél térbeli jellemzőinek megörökítésére

Műszerek a napszél közvetlen vizsgálatára:

• napszélelemző (Solar Wind Analyser, SWA): napszélrészecskék összetételének vizsgálatára
• nagyenergiájú részecskedetektor (Energetic Particle Detector (EPD)): nagy tömegű, illetve sebességű részecskék elemzésére 100 MeV energiáig
• magnetométer (Magnetometer, MAG): a napszélben jellemző mágneses tér vizsgálatára
• rádió- és plazmahullám-elemző (Radio and Plasma Wave analyser, RPW): a mágneses és elektromos jelenségek nagy felbontású elemzésére

 

A szonda felépítése és pályája

A Solar Orbiter fő feladata annak elemzése lesz, hogy a Nap aktivitása miként kapcsolódik a körülötte lévő teret kitöltő napszél jellemzőihez, tehát a bolygóközi térben lévő anyag, a helioszféra pillanatnyi állapotához. Utóbbi kifejezetten fontos egyes földi jelenségek megértésében, a napszél miatt ugyanis nemcsak sarki fények, hanem távközlési zavarok is jelentkezhetnek a Földön, hibásan üzemelhet a GPS rendszer, műholdak és esetenként földfelszíni transzformátorok is tönkremehetnek.

Animáció arról, hogy a Solar Orbiter mit vizsgál a naptevékenységből (ESA)

Jelenleg közeledünk a 2013 környékén esedékes napfoltmaximumhoz. Ekkor a legintenzívebb a naptevékenység, amely bár gyengébbnek ígérkezik, mint az elmúlt években, a korábbinál sokkal érzékenyebb elektromos és műholdas rendszerek révén komolyan érinthet több földi tevékenységet is. A Solar Orbiter űrszonda ez után, a naptevékenység leszállóága során fogja a Napot közelről vizsgálni. Ez egyrészt csökkenti annak veszélyét, hogy egy intenzív koronakitörés tönkreteszi az űrszondát, másrészt a Nap aktivitásának megértése ebben a fázisban is fontos.