|
Наилучший маршрут для звездолета
|
|
|
|
Гелиосфера, состоящая из солнечного ветра, переходных процессов на Солнце и межпланетного магнитного поля, действует как личный щит нашей солнечной системы, защищающий планеты от галактических космических лучей. Эти чрезвычайно энергичные частицы ускорялись в результате таких явлений, как вспышки сверхновых, и могли бы нанести огромный ущерб, если бы гелиосфера в основном не поглощала их. В настоящее время научное сообщество не может прийти к единому мнению относительно границ или контуров этого защищенного пространства, и они изучают концепцию миссии межзвездного зонда, который выйдет за пределы сферы влияния Солнца, чтобы ответить на эти вопросы. Исследование, проведенное под руководством Мичиганского университета и опубликованное в журнале Frontiers in Astronomy and Space Sciences, содержит рекомендации по максимальному использованию научных измерений, чтобы лучше понять размер и форму нашего дома в гелиосфере снаружи.
|
|
|
|
"Без такой миссии мы похожи на золотых рыбок, пытающихся разобраться в аквариуме изнутри", - сказала Сара А. Спитцер, научный сотрудник U-M и первый автор исследования. "Мы хотим знать, как гелиосфера защищает астронавтов и жизнь в целом от вредного галактического излучения, но это трудно сделать, поскольку мы до сих пор даже не знаем форму нашего щита", - сказал Марк Корнблут, научный сотрудник Бостонского университета и соавтор исследования. Согласно результатам исследования, наилучший возможный маршрут выхода - через заднюю часть гелиосферы. Взаимодействие гелиосферы с местной межзвездной средой — материалом, состоящим из плазмы, пыли и нейтральных частиц, заполняющих пространство между астросферами, — формирует форму нашей гелиосферы и влияет на состав космической среды в пределах Солнечной системы, включая околоземное пространство. В настоящее время модели предсказывают, что гелиосфера может принимать различные формы, включая сферическую, вытянутую и серповидную.
|
|
|
Окончательное определение формы гелиосферы невозможно без дополнительных измерений за пределами гелиосферы. "Будущая миссия межзвездного зонда станет нашей первой возможностью по-настоящему увидеть нашу гелиосферу, наш дом, снаружи и лучше понять ее место в местной межзвездной среде", - сказал Спитцер. На данный момент космические аппараты "Вояджер-1" и "Вояджер-2" являются единственными миссиями, которые потенциально покинули гелиосферу. Сейчас, спустя 46 лет после запуска в 1977 году, срок службы космического аппарата значительно истек, и он больше не может проводить полные измерения плазмы, необходимые для улучшения нашего понимания границ гелиосферы. Цель будущей миссии межзвездного зонда - выйти за пределы гелиосферы для сбора образцов местной межзвездной среды. В отчете о концепции миссии за 2021 год, подготовленном при участии более 1000 ученых, обсуждались полезная нагрузка, ракета-носитель и технические аспекты различных траекторий. Однако в этом отчете предполагается, что траектория зонда, расположенная примерно в 45 градусах от носа гелиотейла, или фронта направленного движения Солнца, является оптимальной.
|
|
|
|
Оспаривая это предположение, исследовательская группа проанализировала научную ценность шести возможных траекторий межзвездных зондов, варьирующихся от направления носа до направления хвоста. Исследователи пришли к выводу, что траектория, пересекающая гелиосферный фланг в направлении хвостовой части, обеспечит наилучшее представление о форме гелиосферы и максимизирует научные результаты. "Если вы хотите узнать, как далеко простирается ваш дом, то выйти из парадной двери и сфотографироваться с тротуара, скорее всего, не лучший вариант для вас. Лучший способ - выйти через боковую дверь, чтобы увидеть, какой длины она от передней до задней", - сказал Корнблют. Кроме того, модели предполагают, что межзвездная плазма может быть введена непосредственно в гелиосферу через хвост, что дает возможность взять пробы межзвездной плазмы как внутри нашей гелиосферы, так и за ее пределами. Чтобы лучше понять взаимодействие гелиосферы с межзвездной средой, исследователи также рекомендуют проводить научные измерения в ходе будущих миссий к дальним краям гелиосферы.
|
|
|
|
"Этот анализ потребовал большой настойчивости. Он начинался с малого и превратился в отличный ресурс для сообщества", - сказала Сьюзан Лепри, профессор климатических и космических наук и инженерии в Калифорнийском университете и последний автор исследования. За свое 46-летнее путешествие космический аппарат "Вояджер" удалился от Земли примерно на 163 астрономических единицы (15,2 миллиарда миль). Заглядывая вперед, можно сказать, что будущий межзвездный зонд будет рассчитан на 50-летнюю миссию, которая продлится около 400 астрономических единиц и, возможно, даже около 1000 астрономических единиц, что обеспечит беспрецедентный обзор нашей гелиосферы и межзвездной среды за ее пределами.
|
|
|
|
Источник
|
