Misja ESA Proba-3 dokonała kosmicznego cudu, konstruując dwa satelity lecące w idealnej formacji, aby na żądanie produkować całkowite zaćmienie Słońca.
Pierwsze sztuczne zaćmienie zrealizowane za pomocą misji kosmicznej Proba-3 dostarczyło zapierających dech w piersiach obrazów zewnętrznej atmosfery Słońca, oferując naukowcom bezprecedensowy wgląd w koronę słoneczną. Obrazy te nie tylko pogłębiają naszą wiedzę na temat burz słonecznych i tajemnic korony, ale także dowodzą wykonalności autonomicznego lotu formacyjnego.
Wewnętrzna korona Słońca jest zielonkawa na tym zdjęciu zrobionym 23 maja 2025 r. przez koronograf ASPIICS na pokładzie Proba-3, misji ESA latającej w formacji, która jest w stanie tworzyć sztuczne całkowite zaćmienia Słońca na orbicie. To zdjęcie, uchwycone w widzialnym spektrum światła, pokazuje koronę słoneczną podobnie do tego, jak ludzkie oko widziałoby ją podczas zaćmienia przez zielony filtr. Struktury przypominające włosy zostały wykryte za pomocą specjalistycznego algorytmu przetwarzania obrazu. Źródło: ESA/Proba-3/ASPIICS/Algorytm WOW
Proba-3 pokazała pierwsze obrazy korony słonecznej
16 czerwca misja Europejskiej Agencji Kosmicznej Proba-3 osiągnęła coś spektakularnego. Wykorzystując dwa zsynchronizowane satelity lecące w idealnej harmonii, misja stworzyła sztuczne całkowite zaćmienie Słońca w kosmosie — bez potrzeby Księżyca. To przełomowe osiągnięcie nie tylko przyniosło oszałamiające obrazy, ale także dostarczyło cennych danych naukowych, które mogą pogłębić naszą wiedzę na temat Słońca.
Uzyskane obrazy „sztucznego zaćmienia” są porównywalne z tymi wykonanymi podczas naturalnego zaćmienia. Różnica polega na tym, że Proba-3 może wywołać zaćmienie raz na 19,6-godzinną orbitę, podczas gdy całkowite zaćmienia Słońca występują naturalnie tylko raz, bardzo rzadko dwa razy w roku. Ponadto naturalne całkowite zaćmienia trwają tylko kilka minut, podczas gdy Proba-3 może utrzymać swoje sztuczne zaćmienie przez maksymalnie 6 godzin.
Aby utworzyć stabilne zaćmienie Słońca od Okultera do Koronografu trwające sześć godzin, para satelitów musi utrzymać formację z dokładnością do jednego milimetra, co odpowiada mniej więcej grubości przeciętnego paznokcia. Para satelitów robi to autonomicznie, wykorzystując zestaw czujników. Śledzenie gwiazd i nawigacja satelitarna są uzupełniane przez międzysatelitarne łącza radiowe, kamery optyczne śledzące diody LED, laser odbijany przez retroreflektory i wreszcie czujniki cienia otaczające aperturę ASPIICS. Źródło: ESA-F. Zonno
Lot w idealnej synchronizacji
W marcu Proba-3 osiągnęła coś spektakularnego w kosmosie. Jej dwa satelity, nazwane Coronagraph i Occulter, leciały w idealnej formacji w odległości zaledwie 150 metrów od siebie. Co jeszcze bardziej imponujące, zrobiły to całkowicie bez pomocy kontrolerów naziemnych.
Dzięki zaawansowanej technologii nawigacyjnej satelity utrzymywały swoje pozycje wyrównane z dokładnością do milimetra. Podczas lotu w tej dokładnej konfiguracji zablokowały jasny środek Słońca, ustawiając okrągły dysk na statku kosmicznym Occulter przed Słońcem — tworząc mały, ale silny cień.
Ten maleńki cień, mający zaledwie 8 centymetrów szerokości, wylądował bezpośrednio na instrumencie na pokładzie satelity Coronagraph o nazwie ASPIICS. Urządzenie to, zaprojektowane do badania korony słonecznej w najdrobniejszych szczegółach, zostało opracowane przez europejski zespół kierowany przez Centre Spatial de Liège w Belgii. Kiedy cień pada dokładnie w odpowiednim miejscu, ASPIICS jest w stanie zobrazować słaby zewnętrzny blask Słońca bez zakłóceń ze strony oślepiającego światła centralnego.
Badanie wiatru i burz słonecznych
Obserwowanie korony jest kluczowe dla badania wiatru słonecznego, ciągłego przepływu materii ze Słońca w przestrzeń kosmiczną. Jest również konieczne do zrozumienia działania wyrzutów masy koronalnej (CME), eksplozji cząstek wysyłanych przez Słońce niemal każdego dnia, szczególnie w okresach wysokiej aktywności.
Takie zdarzenia mogą tworzyć oszałamiające zorze polarne na nocnym niebie, ale także stanowić poważne zagrożenie dla współczesnej technologii. Mogą one znacznie zakłócić komunikację, przesył energii i systemy nawigacyjne na Ziemi.
Wewnętrzna korona Słońca, sztucznie zabarwiona na fioletowo, na zdjęciu zrobionym 23 maja 2025 r. przez koronograf ASPIICS na pokładzie Proba-3, misji ESA latającej w formacji, która jest w stanie tworzyć sztuczne całkowite zaćmienia Słońca na orbicie. Na tym zdjęciu korona jest widoczna w spolaryzowanym białym świetle, uchwyconym przy użyciu specjalnej techniki, która pozwala naukowcom oddzielić spolaryzowane światło gorącej korony od światła rozproszonego przez pył międzyplanetarny. Źródło: ESA/Proba-3/ASPIICS
Tajemnicza korona Słońca o promieniu miliona stopni
Rozpalona korona Słońca osiąga temperatury powyżej miliona stopni Celsjusza, znacznie wyższe niż powierzchnia pod nią. Ta kontrintuicyjna różnica temperatur od dawna jest tematem w społeczności naukowej.
ASPIICS Proba-3 zajmuje się tą tajemnicą, badając koronę bardzo blisko powierzchni Słońca. Może również dostrzec więcej szczegółów, wykrywając słabsze cechy niż tradycyjne koronografy dzięki drastycznemu zmniejszeniu ilości światła rozproszonego docierającego do detektora.
Koronograf ASPIICS na pokładzie lecącej w formacji misji Proba-3 ESA jest w stanie obserwować koronę Słońca w przerwie między polami widzenia kamer słonecznych do obrazowania w ekstremalnym ultrafiolecie a konwencjonalnymi koronografami, co czyni go wyjątkowo odpowiednim do badań wewnętrznej korony słonecznej. Ten obraz jest połączeniem obserwacji wykonanych 23 maja 2025 r. przez trzy różne europejskie instrumenty na pokładzie różnych misji: tarcza Słońca (sztucznie pokolorowana na żółto), uchwycona przez teleskop do ekstremalnego ultrafioletu (SWAP) na pokładzie Proba-2; zewnętrzna korona (na czerwono) obserwowana przez koronograf LASCO C2 na pokładzie SOHO; i wewnętrzna korona (na zielono), szczegółowo zobrazowana przez koronograf ASPIICS na Proba-3, wypełniająca przerwę. Źródło: ESA/NASA/Proba-2/Proba-3/SOHO/SWAP/ASPIICS/LASCO C2/Algorytm WOW
Misja Proba-3
Proba-3 to pionierska misja prowadzona przez Europejską Agencję Kosmiczną (ESA), zaprojektowana w celu badania zewnętrznej atmosfery Słońca z niespotykaną dotąd precyzją. Składa się z dwóch statków kosmicznych lecących w ultraprecyzyjnej formacji w celu tworzenia sztucznych zaćmień Słońca na orbicie, umożliwiając naukowcom obserwowanie nieuchwytnej korony Słońca bez oślepiającego blasku jego centralnego dysku.
Wystrzelona 5 grudnia 2024 r. rakietą PSLV-XL z Centrum Kosmicznego Satish Dhawan w Sriharikota w Indiach, Proba-3 jest wynikiem dużej międzynarodowej współpracy. Misją zarządza Sener w Hiszpanii i bierze w niej udział ponad 29 firm z 14 krajów. Kluczowymi partnerami są GMV i Airbus Defence and Space w Hiszpanii, a także Redwire Space i Spacebel w Belgii.
Ten ambitny projekt nie tylko poszerza naszą wiedzę na temat fizyki słonecznej, ale także prezentuje najnowocześniejszą technologię w autonomicznym lataniu formacyjnym.
Opracowanie: Joanna Molenda-Żakowicz
Na ilulstracj: Dwa statki kosmiczne Proba-3 lecą w precyzyjnej formacji w odległości około 150 m od siebie, aby utworzyć zewnętrzny koronograf w przestrzeni, jeden statek kosmiczny zaćmiewa Słońce, aby drugi mógł zbadać niewidoczną w inny sposób koronę słoneczną. Źródło: ESA-P. Carril
