Chińska koncepcja misji Solar Ring

0

Chińscy naukowcy od kilku lat pracują nad koncepcją stałych i regularnych obserwacji całego Słońca – w tym części niewidocznej z Ziemi. Do tego będzie potrzeba sześciu satelitów na trzech orbitach okołosłonecznych. Koncepcja nosi nazwę Solar Ring.

W lutym 2020 minęło dziesięć lat od początku misji Solar Dynamics Observatory (SDO). Misja tego orbitera powoli dobiega końca. Ponadto, inne podstawowe misje obserwujące Słońce i jego bezpośrednie otoczenie (SOHO i STEREO-A*) są także już “wiekowe”. Jednocześnie niebawem rozpocznie się nowy cykl słoneczny.

Niestety, aktualnie ani ESA ani NASA nie planuje wyniesienia na orbitę okołoziemską lub okołosłoneczną bezpośrednich następców SDO, SOHO czy STEREO. Realizowane są natomiast dwie inne misje: Parker Solar Probe oraz Solar Orbiter – obie jednak stale zmieniają swoje położenie względem Ziemi. Istnieje zatem pewne ryzyko, że przynajmniej początek nowego cyklu, w fazie wzrostu do maksimum, nie będzie tak dobrze obserwowany jak ten sprzed dziesięciu lat – co w konsekwencji oznacza mniejszy zakres monitorowania efektów geomagnetycznych (w pobliżu Ziemi). Nie oznacza to jednak, że naukowcy nie proponują nowych koncepcji misji “słonecznych”.

Pod koniec marca 2020 pojawiła się publikacja prezentująca ciekawą koncepcję chińskiego stałego i regularnego monitoringu Słońca. Koncepcja nosi nazwę “Solar Ring”. W tym celu chińscy naukowcy proponują budowę konstelacji sześciu satelitów, krążących wokół Słońca po orbitach mniejszych od orbity Ziemi. Te sześć satelitów poruszałoby się w trzech grupach (w każdej po dwa satelity), po trzech różnych orbitach. Dzięki temu separacja pomiędzy każdą parą satelitów wynosiłaby około 120 stopni, co pozwoliłoby na stałe i regularne obserwacje Słońca, w tym części niewidocznej z Ziemi.

Regularne obserwacje pozwoliłyby m.in. na stały monitoring aktywności słonecznej, w tym obserwacje ewolucji rejonów aktywnych. Ponadto, obserwacje w wielu perspektyw pozwoliłyby na lepsze zrozumienie kształtu oraz propagacji energetycznych zjawisk, takich jak wiatr słoneczny czy koronalne wyrzuty masy. W konsekwencji, uzyskalibyśmy większą jakość “pogody kosmicznej” oraz lepsze zrozumienie wiatru słonecznego czy ryzyka energetycznych zjawisk na Ziemię oraz na satelity i sondy kosmiczne (w tym te podróżujące przez Układ Słoneczny).

Każdy z satelitów miałby masę około 460 kg, z czego 110 kg przypadłoby na instrumenty naukowe. Taka masa pozwoliłaby na wyniesienie dwóch satelitów za pomocą względnie taniej rakiety CZ-3A. W zależności od obranej orbity (w szczególności wielkość peryhelium) ukończenie budowy konstelacji – tak aby satelity znajdowały się w podobnych miejscach swoich orbit w tym samym czasie – zajęłoby od 3,5 od 6 lat. W opcji najszybszej budowy konstelacji nośność rakiety CZ-3A może nie być wystarczająca – chyba, że satelity zostaną pomniejszone.

Minimalna ilość danych przesyłana przez każdego z satelitów (w największej odległości względem Ziemi) to około 200 megabajtów podczas ośmiogodzinnej sesji komunikacyjnej z dużą stacją naziemną. Taka ilość danych może wymuszać potrzebę procesowania lub kompresji danych na pokładzie satelity. Alternatywnie, naukowcy proponują wykorzystanie łączności laserowej.

Gdyby “już dziś” Chiny zaakceptowały taką misję do realizacji oraz “natychmiast” przeznaczyły fundusze na budowę satelitów, wówczas prawdopodobnie pierwszy start nie nastąpiłby przed 2023 – 2024 rokiem. Oznacza to, że budowa konstelacji następowałaby podczas fazy maksimum nadchodzącego cyklu słonecznego.

Misje STEREO (A-Ahead i B-Behind) – ich rosnąca separacja pozwoliła w okresie 2011 – 2014 (do utraty STEREO-B) na obserwację całego Słońca (przy wsparciu satelitów obserwujących z orbity okołoziemskiej) / Credits – NASA Video

*Sonda STEREO-B już nie funkcjonuje.

(Arxiv)

Leave A Reply