Nova svemirska misija Nase treba da otkrije misterije heliosfere

Stvorena solarnim vetrom, stalnim tokom naelektrisanih čestica koje struje od Sunca, heliosfera deluje kao ogroman mehur koji štiti planete u našem Sunčevom sistemu od kosmičkog zračenja koje prožima Mlečni put, našu matičnu galaksiju.

Pored Zemljinog zaštitnog magnetnog polja, heliosfera igra glavnu ulogu u tome zašto je život moguć na našoj planeti – i kako je možda nekada postojao na drugima poput Marsa.

Blizu deset dosadašnjih misija doprinelo je načinu na koji astronomi razumeju heliosferu, a dve trajne svemirske letelice, sonde „Vojadžer“, prikupile su ključne podatke nakon izlaska iz heliosfere kako bi istraživale međuzvezdani prostor.

Ali nova misija IMAP (Interstellar Mapping and Acceleration Probe) sonda za mapiranje međuzvezdanog prostora, osmišljena je da istraži kako se na Suncu formira solarni vetar i kako taj solarni vetar interaguje sa međuzvezdanim prostorom na granici heliosfere, koja počinje na udaljenosti tri puta većoj od udaljenosti između Zemlje i Plutona, kako navode iz Nase.

Deset instrumenata svemirske letelice će takođe popuniti praznine u postojećoj mapi heliosfere, sastavljenoj od podataka prikupljenih u prethodnim misijama, i pomoći će u daljem objašnjenju kako heliosfera u velikoj meri štiti naš Sunčev sistem od štetnih kosmičkih zraka, čestica sa najvećom energijom u univerzumu.

Zajedno sa dve druge misije za praćenje vremenskih prilika u svemiru koje su lansirane istom raketom u sredu, IMAP će pomoći naučnicima da bolje predvide kada bi solarne oluje koje je izazvalo Sunce mogle da utiču na našu planetu. Kada su usmerene ka Zemlji, jako zračenje iz oluja, poznato i kao svemirsko vreme, može predstavljati rizik za astronaute na Međunarodnoj svemirskoj stanici, kao i ometati komunikacije, elektroenergetsku mrežu, navigaciju i radio i satelitske operacije.

„Ovaj sledeći set misija je vrhunska kosmička vožnja“, rekao je dr Džo Vestlejk, direktor Nasinog odeljenja za heliofiziku, tokom konferencije za novinare u nedelju. „One će pružiti neviđeni uvid u svemirsko vreme. Svaki čovek na Zemlji, kao i skoro svaki sistem uključen u istraživanje svemira i ljudske potrebe, pogođen je vremenskim prilikama u svemiru.“

Mapiranje heliosfere

Heliosferu su prvi put teoretski postavili naučnici koji su istraživali koncept kosmičkih zraka i solarnog vetra krajem pedesetih. Verovali su da Sunce pruža mrežu magnetnih polja i solarnog vetra koja stvara granicu oko Zemlje i ostatka Sunčevog sistema.

„Mariner 2“, prva uspešna misija na drugu planetu koja je preletela Veneru 1962. godine, takođe je bila prva koja je izmerila solarni vetar, dokazujući njegovo postojanje. Direktna merenja koja su izvršile misije „Pionir“ 10 i 11 sedamdesetih, kao i sonde „Vojadžer“, pružila su dodatni dokaz o heliosferi.

Naučnici žele da saznaju kako izgledaju granice heliosfere, nešto u šta su sonde „Vojadžer“ nudile zanimljive uvide u prošlosti. One su jedine dve letelice koje su prešle heliosferu.

„Vojadžer 1“ je dostigao granicu heliosfere 2012. godine, dok je sporiji „Vojadžer 2“ prešao granicu 2018. godine, pružajući snimke na dve određene lokacije. Informacije koje su prikupile ove sonde pomažu naučnicima da saznaju o kometama i sličnom obliku heliosfere.

Satelit IBEX (Interstellar Boundary Explorer), ili Istraživač međuzvezdanih granica, mapira heliosferu od lansiranja 2008. godine. Ali IMAP može da istražuje i mapira granice heliosfere kao nijedna letelica do sada jer ima instrumente sa bržim snimanjem koji su sposobni za 30 puta veću rezoluciju.

Kada za oko tri meseca dostigne orbitu udaljenu oko 1,6 miliona kilometara od Zemlje, IMAP će takođe beležiti posmatranja solarnog vetra u realnom vremenu i meriti čestice koje putuju od Sunca, proučavati granicu heliosfere između 9,7 milijardi i 14,5 milijardi kilometara udaljenosti, pa čak i prikupljati podatke iz međuzvezdanog prostora.

Uglavnom, IMAP će meriti energetski neutralne atome, nazvane ENA, ili nenaelektrisane čestice koje se formiraju kada se energetski naelektrisani jon sudari sa sporo pokretnim neutralnim atomom. Proces koji formira ove čestice, koji se nalaze svuda gde postoji plazma ili naelektrisani gas u svemiru, takođe se odvija širom heliosfere i duž njene granice. IMAP će se oslanjati na praćenje ovih čestica kako bi stvorio potpuniju mapu heliosfere, ističu u Nasi.

Čestice putuju pravolinijski, bez uticaja magnetnih polja jer nisu naelektrisane, tako da IMAP može da sakuplja ENA čestice blizu Zemlje i prati ih do njihovog porekla, do inače nevidljivih granica heliosfere.

„IMAP će napraviti neverovatno detaljne slike tog regiona i interakcije koje će se vremenom razvijati“, objasnio je dr Dejvid Mekomas, glavni istraživač IMAP-a i astrofizičar na Univerzitetu Prinston. „Moći će da razume šta je zaštita, kako zaštita funkcioniše i kako izgleda.“

Mekomas je dodao da naš Sunčev sistem nije jedini koji ima nešto poput heliosfere, a svetle astrosfere su primećene i oko drugih zvezda.

Praćenje vremenskih prilika u svemiru

IMAP je lansiran zajedno sa Nasinom opservatorijom Karuters Geokorona i Nacionalnom upravom za okeane i atmosferu SWFO-L1, ili Space Weather Follow On-Lagrange 1, na „SpejsIksovoj“ raketi Falkon 9 iz Nasinog svemirskog centra Kenedi na Floridi u sredu u 7:30 časova po istočnom vremenu.

Opservatorija Karuters Geokorona je mali satelit koji će biti posvećen posmatranju egzosfere, odnosno najudaljenijeg atmosferskog sloja Zemlje. Snimaće slike slabog ultraljubičastog sjaja u regionu, nazvanom geokorona, kako bi pomogla u odgovorima na pitanja o obliku, veličini i gustini egzosfere.

Meriti promene i efekte svemirskih vremenskih prilika kada stignu do Zemlje, s obzirom na to da egzosfera označava prelaznu granicu između Zemlje i svemira.

Misija SWFO-L1 je namenjena da deluje kao detektor solarnih oluja, pružajući rana upozorenja kako bi zaštitila astronaute u niskoj Zemljinoj orbiti i satelite koji obezbeđuju kritičnu komunikaciju na zemlji. To je alat koji će biti još potrebniji kako astronauti budu išli dalje u duboki svemir.

Kompaktni koronografski teleskop satelita pratiće aktivnost Sunca i meriti solarni vetar, obezbeđujući konstantan tok podataka Centru NOAA. Slike solarnih oluja koje je snimio satelit mogu se poslati u centar u roku od 30 minuta, dok slanje slika sa druge trenutne misije, poput Solarne i heliosferske opservatorije Nase i Evropske svemirske agencije, lansirane 1995. godine, može da traje i do osam sati.