Dlho očakávaná európska misia k našej materskej hviezde sa po rokoch príprav konečne začala. Aký je ale jej príbeh a cieľ? A ako bude vyzerať jej cesta do oblastí, kde doteraz žiadne európska sonda nebola?
Pozrime sa na Solar Orbiter bližšie.
Od nápadov k štartu
Koncept sondy vychádza zo správy „Crossroads for European Solar and Heliospheric Physics“ z roku 1998, v ktorej jedným z návrhov bolo vyslanie sondy obiehajúcej okolo Slnka mimo roviny ekliptiky a skúmajúcej materskú hviezdu vo viditeľnej a ultrafialovej časti spektra. Druhým nápadom bolo skonštruovanie sondy, ktorá by sa dostala k hviezde bližšie než ktorákoľvek sonda pred ňou a jej cieľom by bolo vytvoriť jedinečné snímky vo vysokom rozlíšení. Tím odborníkov sa napokon rok nato rozhodol pre skombinovanie oboch nápadov do jednej misie. Technické problémy spojené so zložitosťou takejto misie však spôsobili postupný odklad samotného schválenia misie a následných konštrukčných prác. K definitívnemu odsúhlaseniu tak došlo až v roku 2011 ako súčasť programu Cosmic Vision. Zaradená bola do M triedy tohto programu, pričom so štartami misií z tejto triedy sa počítalo v rokoch 2017 a 2018. Ako to však už v kozmonautike býva, ani jednej z troch sond sa to nepodarilo naplniť. Solar Obiter je prevažne európskym projektom, no podieľa sa na nej aj NASA. Veľkým prínosom tejto spolupráce je možnosť vykonávať pozorovania súbežne s americkou sondou Parker Solar Probe, ktorá len nedávno začala vedeckú komunitu zásobovať prvými várkami dát. No okrem toho americká agentúra mala zabezpečiť aj konštrukciu niektorých vedeckých zariadení a štart.
Štart a priebeh misie
Ten sa niekoľkokrát odkladal hlavne kvôli technickým problémom, a tak definitívne pripadol až na február tohto roka. Pôvodný plán bol štartovať už 6.2., no koncom januára raketa Atlas V neprešla skúškou simulovaného štartu, a tak sa aj z dôvodu nepriaznivého počasia a časovej kolízie s už naplánovanými štartami z Cape Canaveral posunul na 10.2. nášho času. O vynesenie na orbitu sa mala postarať americká raketa Atlas V verzia 411. Takáto verzia štartovala len šiestykrát pričom číslo 4 zodpovedá šírke nakladacieho priestoru v metroch, druhé zodpovedá počtu prídavných rakiet na tuhé pohonné látky pripojených na centrálny stupeň a tretie číslo hovorí o počte motorov horného stupňa Centaur. Raketa sa od rampy LC 41 odlepila krátko po piatej hodine ráno nášho času a o asi 53 minút nato sa sonda úspešne oddelila od druhého stupňa rakety. Kľúčový moment misie nastal bezprostredne potom, kedy sa začala 22 minút trvajúca fáza, počas ktorej sa má sonda prebudiť, začať rozprestierať fotovoltaické panely a komunikovať s riadiacim strediskom, ktoré nad ňou prevezme kontrolu. Ak sa to podarí, sonda je schopná vykonávať príkazy, no ešte predtým ako vstúpi do fázy manévrovania sa roztiahnu aj ramená, ktoré nesú vedecké zariadenia, aby tak počas zážehu chemického motora nedošlo ku kontaminácií zariadení. Sonda týmito kritickými úsekmi úspešne prešla, a tak jej už nič nebráni v ceste k Slnku. Počas jej počiatočných fáz vykoná gravitačný manéver dvakrát pri Venuši a raz pri Zemi s cieľom upraviť orbitu sondy a dostať ju do rezonancie s Venušou. Sonda sa tak bude k Venuši pravidelne vracať, čo umožní prípadné ľahšie zmeny jej orbity. Vďaka gravitačným manévrom pri Venuši bude môcť aj opustiť rovinu ekliptiky a zamieriť smerom k pólom hviezdy. Na finálnej orbite pre primárnu misiu, ktorá bude trvať 4 roky by sa mala nachádzať už koncom roka 2021. Počas nej bude obiehať okolo Slnka s inklináciou 17°, čo umožní prvýkrát skúmať póly hviezdy. Pri rozšírenej misii sa dokonca hovorí o inklinácii až 33°.
Cieľ a vedecké zariadenia
Primárnym cieľom misie je skúmať slnečný vietor, generovanie a udržiavania heliosféry a skúmať príčiny 11-ročných cyklov aktivity Slnka. Sonda je pre splnenie týchto cieľov vybavená desiatimi vedeckými prístrojmi, ktoré vykonávajú diaľkový prieskum hviezdy, ale aj pozorovania in-situ, teda v jej bezprostrednom okolí. Prístroje in-situ sa tak budú zameriavať hlavne na zloženie energetických častíc, iónové a elektrónové vlastnosti slnečného vetra, ale aj elektrické a magnetické pole Slnka a jeho vplyv na heliosféru. Zariadenia určené na diaľkové pozorovanie sa budú predovšetkým sústrediť na vytváranie snímok horných vrstiev atmosféry Slnka, pozorovanie slnečnej koróny, ale opäť aj na skúmanie magnetického poľa hviezdy a javy súvisiace so slnečnými erupciami.
Najzaujímavejším prínosom misie však bude možnosť prvýkrát pozorovať póly Slnka a tým získať lepšiu predstavu o vlastnostiach magnetického poľa v týchto oblastiach a to, akým spôsobom ovplyvňuje aktivitu hviezdy. Obrovským prínosom môže byť ale aj už spomínaná spolupráca s Parker Solar Probe pri niektorých pozorovaniach. Z technologického pohľadu bolo pri konštrukcii sondy najväčšou výzvou skonštruovať tepelný štít, ktorý by odolal teplotám nad 500 °C, ktorým bude sonda v čase najväčšieho priblíženia čeliť, a zároveň, aby zabezpečil prijateľnú teplotu na jeho opačnej strane a nebol príliš objemný. Výsledkom je titánový tepelný štít pokrytý čiernou vrstvičkou hrubou len niekoľko tisícin milimetru nazývanou Solar Black. No a v našom kontexte je dôležité spomenúť aj obrovský podiel českých vedcov na tomto projekte, ktorí pracovali na konštrukcii 4 vedeckých zariadení, čo je ďalším dôkazom výrazného rozvoja tohto druhu priemyslu u našich západných susedov a toho aký význam to môže mať pre krajinu.
Solar Orbiter je tak oprávnene jednou z najočakávanejších nepilotovaných misií v tomto roku a rovnako oprávnene sa od nej očakávajú zaujímavé a prelomové zistenia. Máme sa načo tešiť.
Zdroje informácií:
https://www.nasa.gov/press-release/solar-orbiter-launch-takes-solar-science-to-new-heights
https://www.esa.int/Enabling_Support/Operations/Flying_solo
https://www.space.com/three-big-missions-spotlight-the-sun.html
https://www.space.com/solar-orbiter-sun-poles-science-explained.html
https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Solar_Orbiter_overview
Zdroje obrázkov:
https://www.space.com/solar-orbiter-nasa-esa-go-for-launch.html
https://www.esa.int/Enabling_Support/Operations/Flying_solo
https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2020/01/Solar_Orbiter_Instruments
https://kosmonautix.cz/2020/02/solar-orbiter-se-u-slunce-pekne-zahreje/#gallery-6