Słońce z bliska
Solar Orbiter za dwa lata spotka się z gwiazdą.
9 lutego o godz. 23 kompleks startowy 41 w bazie Air Force na przylądku Canaveral na Florydzie oświetlał głównie Księżyc w pełni. Trzy minuty później przybladł, stłumiony przez białe jęzory ognia u podstawy Atlasa V. Przez chwilę było jasno jak w dzień. Potężna rakieta z rykiem silników, od którego wibrowało powietrze, wzbiła się w górę. Przez 4 minuty na niebie widać było biały łuk światła. Rozległy się entuzjastyczne krzyki i brawa widzów. Start obserwowało ok. 1000 naukowców z USA i Europy.
Zainteresowanie i emocje wzbudza każdy start rakiety z Przylądka Kennedy’ego. Ta misja jest szczególna: Atlas V wyniósł w daleką drogę sondę kosmiczną Solar
Orbiter, która za dwa lata będzie miała rendez-vous z naszą gwiazdą. Z wyjątkowości tego startu zdawali sobie sprawę przede wszystkim naukowcy. „Wielki dzień dla heliofizyków” – stwierdziła dr Nicola Fox, szefowa heliofizyków w NASA. Misja jest wspólnym dziełem NASA i Europejskiej Agencji Kosmicznej. Przygotowywali ją naukowcy i inżynierowie z 20 krajów Europy, w tym Polacy z Centrum Badań Kosmicznych PAN we Wrocławiu i Warszawie. Amerykanie zapewnili rakietę nośną, a sondę – kosztem 1,5 mld dolarów – zbudował Airbus w Stevenage pod Londynem.
Godzinę po starcie ważący 1800 kg Solar Orbiter odłączył się od rakiety nośnej, rozłożył skrzydła z bateriami słonecznymi i wysłał na ziemię sygnał: jest zasilanie. Przez trzy miesiące naukowcy będą testować instrumenty badawcze. Właściwe obserwacje rozpoczną się po listopadzie 2021 roku, gdy sonda osiągnie orbitę wokół Słońca i przez następne pięć lat będzie się doń zbliżać, wykorzystując grawitację Ziemi, a później Wenus. W ciągu dekady Orbiter przeleci 22 razy w pobliżu Słońca, w odległości 42 mln km. Nie jest pierwszy na tym szlaku. W 2018 roku NASA wystrzeliła sondę Parker Solar Probe, która – zbliżając się do naszej gwiazdy na odległość 6,4 mln km – osiągnie rekordową prędkość prawie 700 tys. km/godz. Porównywanie danych dostarczanych przez oba pojazdy ma dla badaczy nieocenioną wartość. – Czekaliśmy 60 lat, by sonda spenetrowała heliosferę. Za 18 miesięcy będziemy mieli dwie – cieszy się dr Fox.
Wyjątkowość misji Orbitera polega na tym, że po raz pierwszy dostarczy obrazów biegunów słonecznych, które są z Ziemi niewidoczne. Po kilku przelotach w pobliżu Wenus jej siła grawitacji umożliwi zmianę orbity lotu (Orbiter nie ma silników), przez nachylenie jej pod takim kątem (17 – 33 stopni), by bieguny stały się widoczne. Na najlepszy ich widok uczeni muszą poczekać do 2029 roku, choć pierwsze obrazy otrzymają już w 2025. Inny pojazd NASA, Ulysses, wystrzelony w roku 1990, przeleciał nad biegunami słonecznymi, lecz nie był wyposażony w kamery i odpowiednie instrumenty badawcze. Wykonał tylko pewne pomiary, które przyniosły niespodziankę: pole magnetyczne na biegunach jest zupełnie inne niż w innych rejonach Słońca.
Solar Orbiter został wyposażony w 10 instrumentów badawczych, które będą dokonywać pomiarów przez wizjery otwierane w tytanowej tarczy żaroodpornej. Niektóre instrumenty będą badać otoczenie sondy podczas lotu, inne mają zbierać dane dotyczące Słońca i heliosfery. Przyniosą bezcenne informacje o polu magnetycznym, plamach, rozbłyskach i wietrze słonecznym. Aktywność Słońca, w 11-letnim cyklu, ma istotny wpływ na funkcjonowanie urządzeń elektrycznych i elektronicznych na Ziemi. Wybuchy na Słońcu zakłócają, a czasem paraliżują komunikację, mogą wywołać awarie i eksplozje transformatorów elektrycznych. Prognozowanie owych erupcji, w czym pomoże misja Orbitera, ma pierwszorzędne znaczenie.
Uczestniczący w programie Solar Orbiter polscy naukowcy: prof. Janusz Sylwester, dr Tomasz Mrozek, dr hab. Marek Siarkowski, dr Marek Stęślicki, dr Mirosław Kowaliński, mgr inż. Piotr Podgórski, mgr inż. Daniel Ścisłowski i mgr Michalina Litwicka wraz z Niemcami i Szwajcarami pracowali od 2007 roku nad konstrukcją teleskopu rentgenowskiego STIX, który będzie badał plamy, rozbłyski i bieguny słoneczne. „Jeszcze nie było takiej misji” – zapewnia dr Mrozek. Zebrane podczas niej dane będą dostępne dla naukowców z całego świata. (STOL)