Przejdź do treści

Sonda Solar Orbiter wykona ryzykowny manewr w pobliżu Ziemi

Solar Orboiter nad Afryką

W sobotę rano sonda Solar Orbiter Europejskiej Agencji Kosmicznej, zbliży się do Ziemi na odległość niewiele większą niż wysokość, na której znajduje się Międzynarodowa Stacja Kosmiczna. Będzie musiała zanurkować w otaczające Ziemię orbitalne pierścienie satelitów oraz kosmicznych śmieci. Ten niebezpieczny manewr jest konieczny, by orbita Solar Orbiter zmieniła się tak, aby umożliwić zbliżenie się sondy do naszej gwiazdy na podobną odległość, jak najbliższy Słońcu Merkury

Sonda Solar Orbiter, która została wystrzelona w lutym 2020 roku, zakończyła fazę rozruchu, w trakcie której naukowcy testowali poszczególne urządzenia i instrumenty i rozpoczyna fazę naukową, podczas której nastąpią bliskie spotkania ze Słońcem. Statek porusza się po orbicie eliptycznej, a jego prędkość zmienia się w zależności od tego, na ile jest oddalony od Słońca. Do tej pory Solar Orbiter trzy razy obiegł Słońce. W jego pobliżu, czyli w  peryhelium, prędkość przekraczała 33 km/s, a w największym oddaleniu, aphelium, spadała nawet, jak w czerwcu tego roku, do 2km/s.

Aby jednak sonda, której głównym naukowym celem jest zbadanie biegunów słonecznych, mogła wypełnić swoje zadanie, konieczna jest kolejna zmiana parametrów orbity. Właśnie temu ma służyć sobotni manewr – ma pozwolić na wytracenie energii orbitalnej i zmianę nachylenia orbity.

- Zmiany nachylenia orbity są konieczne, jeśli chcemy, by instrumenty sondy lepiej “widziały” bieguny. Cały manewr bazuje na naszej wiedzy dotyczącej mechaniki nieba, ponieważ przy tego typu misjach wykorzystuje się przede wszystkim naturę, a nie silniki. W misjach międzyplanetarnych, takich jak Solar Orbiter, planety stanowiące cetra grawitacyjne, wykorzystywane są do zmiany prędkości, nachylenia i innych parametrów orbity sondy. Dzięki temu oszczędzamy bardzo dużo paliwa, a  sonda trafia tam gdzie chcemy - mówi dr Tomasz Mrozek z Zakładu Fizyki Słońca Centrum Badań Kosmicznych PAN we Wrocławiu, jeden z naukowców pracujących przy analizie danych z instrumentu STIX.

Manewr jest niezbędny, aby zmniejszyć energię orbitalną statku kosmicznego i ustawić go w kolejce do następnego bliskiego przejścia w pobliżu Słońca, ale wiąże się z ryzykiem. Solar Orbiter musi przejść przez dwa regiony orbitalne składające się z satelitów i kosmicznych śmieci. Pierwszy to geostacjonarny pierścień satelitów na wysokości około 36 000 km, a drugi to zbiór obiektów na niskiej orbicie okołoziemskiej na około 400 km. W rezultacie istnieje niewielkie ryzyko kolizji. Zespół operacyjny Solar Orbitera bardzo uważnie monitoruje sytuację i zmieni trajektorię statku kosmicznego, jeśli uzna, że zachodzi jakiekolwiek niebezpieczeństwo.

Ryzykowny przelot Solar Orbitera

Solar Orbiter zbliży się do Ziemi w sobotę nad ranem, przewidywany czas to 5.30 CET. Sondę można będzie przez moment dostrzec na niebie, jednak będzie to możliwe jedynie nad Afryką Północną i Wyspami Kanaryjskimi. Co ważne, to zbliżenie do naszej planety oferuje wyjątkową okazję do zbadania pola magnetycznego Ziemi. Jest ono przedmiotem intensywnego zainteresowania, ponieważ magnetosfera chroni Ziemię przed plazmą słoneczną, czyli stałym „wiatrem” cząstek  uciekających ze Słońca. Cząstki wiatru słonecznego nie tylko mogą przenikać przez pole magnetyczne i iskrzyć zorzę polarną na naszym niebie, ale atomy z naszej atmosfery mogą również zostać utracone w kosmosie.

Dane zebrane przez Solar Orbiter zostaną połączone z tymi zbieranymi m.in. przez satelity Swarm.

- Solar Orbiter nieustannie mierzy stan środowiska, przez jakie przelatuje, dlatego jego dane mogą pomóc w prognozach pogody kosmicznej. Jednak teleskopy sondy są wciąż uśpione. Wyjątkiem jest nasz instrument do obserwacji promieniowania rentgenowskiego, czyli STIX, który działa i nieustannie otrzymujemy nowe dane. Teraz, ze względu na bliskość Ziemi i lepsze możliwości przesyłu, tych danych otrzymujemy nawet więcej - wyjaśnia dr Mrozek.

Wystrzelenie Solar Orbiter miało miejsce 10 lutego 2020 roku. Start na pokładzie rakiety Atlas 5 nastąpił z Przylądka Canaveral na Florydzie (USA). Zasadnicza część misji potrwa siedem lat, wliczając w to dwuletni okres między startem a osiągnięciem przez sondę pierwszej orbity naukowej.

Centrum Badań Kosmicznych PAN zaangażowane jest w prace inżynieryjne i badawcze związane ze spektrometrem rentgenowskim STIX (X-ray Spectrometer/Telescope). STIX zalicza się do grupy sześciu instrumentów teledetekcyjnych (teleskopów) misji Solar Orbiter i będzie odpowiadał za obserwacje promieniowania rentgenowskiego. Określi czas i źródła emisji tego promieniowania, jego  intensywność i charakterystykę widmową. Dane uzyskane za pomocą STIX pomogą wyjaśnić także mechanizm przyspieszania elektronów na Słońcu oraz to, w jaki sposób są one transportowane w przestrzeń międzyplanetarną.

W CBK PAN zadania inżynieryjne związane z instrumentem STIX powierzone zostały przede wszystkim Laboratorium Satelitarnych Aplikacji Układów FPGA (Warszawa) oraz w mniejszym stopniu Zakładowi Fizyki Słońca (Wrocław), który jako jedyny polski instytut, bierze także udział w części naukowej projektu STIX – dane z instrumentu analizowane będą przez badaczy z Zakładu Fizyki Słońca CBK PAN.

Źródło: CBK PAN

Oprac. Paweł Z. Grochowalski

Reklama