Europejska Agencja Kosmiczna prezentuje pierwsze obrazy korony słonecznej pozyskane dzięki sztucznemu zaćmieniu Słońca w kosmosie.
- Zarejestrowane obrazy otwierają nową erę w obserwacji Słońca i badaniu zjawisk magnetycznych, które mogą zakłócać działanie systemów komunikacyjnych, sygnałów GPS, a nawet prowadzić do awarii sieci energetycznych.
- Proba-3 stanowi przełom technologiczny dzięki pierwszemu w historii udanemu lotowi w ścisłej formacji dwóch satelitów. Sukces misji był możliwy dzięki zaangażowaniu Hiszpanii, która koordynuje projekt za pośrednictwem firmy Sener, oraz współpracy z konsorcjum 29 firm z 17 krajów. Znaczący wkład wniosły również polskie podmioty, które odpowiadały za krytyczną infrastrukturę – w misji wzięło udział aż 7 polskich firm.
- Korona to najbardziej zewnętrzna warstwa Słońca, na co dzień ukryta w blasku jego powierzchni. Można ją dostrzec jedynie podczas całkowitych zaćmień, co znacznie utrudnia jej badanie. To właśnie tam występują temperatury setki razy wyższe niż na samej powierzchni Słońca – zjawisko, które od dekad fascynuje naukowców.
1 czerwca Hiszpańska Agencja Kosmiczna poinformowała o silnej aktywności słonecznej wywołanej przez koronalny wyrzut masy (CME) – powszechne zjawisko, które może wpływać na systemy elektroniczne i satelity. Aby lepiej rozumieć i przewidywać takie sytuacja, Europejska Agencja Kosmiczna realizuje misje badawcze poświęcone Słońcu, takie jak Proba-3. Prowadzona przez Hiszpanię za pośrednictwem firmy Sener, misja Proba-3 właśnie osiągnęła historyczny kamień milowy, uzyskując pierwsze obrazy korony słonecznej (najbardziej zewnętrznej warstwy Słońca, złożonej z plazmy) poprzez stworzenie sztucznego zaćmienia w przestrzeni kosmicznej. To bezprecedensowe wyzwanie technologiczne wymagało idealnej koordynacji i synchronizacji między dwoma satelitami misji.
Kluczem do zrozumienia opisanych zjawisk jest korona słoneczna, czyli zewnętrzna warstwa, która jest zwykle niewidoczna z wyjątkiem całkowitych zaćmień Słońca. Mimo niewielkiej gęstości, temperatura korony słonecznej jest setki razy wyższa niż powierzchni Słońca i to właśnie tam znajduje się źródło wiatru słonecznego, który może wpływać na Ziemię.
Obserwowanie korony z Ziemi jest utrudnione przez atmosferę i rzadkość występowania zaćmień. Dlatego Hiszpania i Belgia, za pośrednictwem CDTI i w ramach misji Proba-3, opracowały innowacyjny sposób tworzenia sztucznego zaćmienia przy użyciu dwóch satelitów.
Czym jest Proba-3?
Proba-3 to misja realizowana przez Europejską Agencję Kosmiczną, której celem jest niezwykle precyzyjna obserwacja korony słonecznej przy wykorzystaniu zaawansowanej technologii lotu satelitów w formacji. Jeden z nich, tzw. Okulter, zasłania tarczę słoneczną, a drugi, Koronograf, rejestruje obraz korony. Takie działanie wymaga idealnej i ciągłej synchronizacji między dwoma satelitami podczas okresów obserwacji trwających do sześciu godzin.
Misja jest prowadzona przez Hiszpanię, z firmą Sener jako głównym wykonawcą zarówno urządzeń lotnych, jak i naziemnych. Wspierają ją także Airbus Defence and Space oraz GMV. Główny zespół przemysłowy uzupełniają dwie belgijskie firmy, Redwire i Spacebel. W sumie misja łączy szerokie konsorcjum ponad 29 firm z 17 krajów.
W realizację misji zaangażowanych jest również siedem firm z Polski: Sener Polska, Centrum Badań Kosmicznych PAN (CBK), Creotech Instruments, N7 Space, GMV, Solaris Optics oraz PCO. Sener Polska dostarczył mechanizmy SAHRM i SADM odpowiadające za rozłożenie panelu słonecznego satelity koronografu. Wraz z hiszpańskim oddziałem Sener zaprojektował i wykonał podzespoły ław optycznych OBAC i OBAO, zapewniające stabilność instrumentów i precyzyjne pomiary wzajemnego położenia satelitów.
Misja Proba-3 została wyniesiona na orbitę 5 grudnia 2024 roku. Obrazy zaprezentowane po sześciomiesięcznym okresie testowym stanowią efekt pracy inżynierów firmy Sener, wspieranych przez międzynarodowy zespół specjalistów. Potwierdzają one sukces misji i ogromny potencjał technologii lotu formacyjnego.
Jak udało się osiągnąć ten technologiczny przełom?
Stworzenie sztucznego zaćmienia w kosmosie wymaga, by oba satelity samodzielnie – bez ingerencji z Ziemi – utrzymywały wzajemne położenie z milimetrową precyzją. Okulter działa jak sztuczna przesłona słoneczna, ustawiając się między Słońcem a satelitą z Koronografem, skierowanym bezpośrednio na Słońce i rejestrującym obrazy. Koronograf pełni zatem rolę obserwatora.
Dzięki niezwykle precyzyjnemu systemowi nawigacji i sterowania, opracowanemu niemal w całości w Hiszpanii, oraz zastosowaniu specjalistycznych urządzeń optycznych i laserowych, satelity mogą generować sztuczne zaćmienie trwające aż do 6 godzin. Tak długie obserwacje są niemożliwe do przeprowadzenia z Ziemi. Efektem są wysokiej jakości obrazy korony słonecznej, uchwycone z niedostępną wcześniej precyzją.
To także pierwsza misja, która potwierdza wykonalność technologii lotu w formacji z tak wysoką dokładnością – uznanej przez ESA za jeden z kamieni milowych dla przyszłych, wielkoskalowych misji kosmicznych, które będą realizowane w sposób opłacalny użycie wielu małych modułów działających w locie jako jeden duży satelita.
Obserwacje o wielkiej wartości naukowej: dlaczego badać koronę słoneczną tą technologią?
Uzyskane obrazy mają ogromne znaczenie naukowe. Pozwolą na badanie obszarów będących źródłem wiatru słonecznego, który wywołuje zjawiska magnetyczne wpływające na infrastrukturę technologiczną i komunikacyjną na Ziemi.
Dzięki możliwości regulowania sztucznego zaćmienia, możliwe jest również badanie fotosfery – warstwy powierzchniowej Słońca, w której powstają zjawiska takie jak plamy słoneczne, erupcje i inne intensywne aktywności magnetyczne. Monitorowanie i zrozumienie tych zjawisk jest niezbędne do przewidywania skutków burz słonecznych. Jak pokazuje przykład ostatniego raportu Hiszpańskiej Agencji Kosmicznej, takie burze mogą prowadzić do zakłóceń w działaniu GPS, telefonów komórkowych, satelitów, a nawet sieci energetycznych.
Dotychczas szczegółowe badania wewnętrznej korony słonecznej były możliwe jedynie podczas rzadkich zaćmień naturalnych lub przy pomocy mniej precyzyjnych metod, zakłócanych przez oddziaływanie atmosfery. Proba-3 rozwiązuje ten problem, umożliwiając obserwacje trwające nawet do 6 godzin. Ponadto utrzymanie odległości 150 metrów między częścią zasłaniającą Słońce a teleskopem, stanowi fundamentalną przewagę w porównaniu z innymi koronografami wykorzystywanymi w misjach obserwacji Słońca. Umożliwia to uchwycenie obrazu wewnętrznej części korony dzięki skutecznemu blokowaniu światła słonecznego, w tym niepożądanego światła, które zazwyczaj przedostaje się wokół zasłony na skutek zjawiska dyfrakcji.
Dzięki osiągnięciom misji Proba-3 Europa umacnia swoją pozycję lidera w dziedzinie kosmicznych obserwacji Słońca. To szczególnie ważne, gdy rosnąca aktywność słoneczna coraz silniej oddziałuje na nasze codzienne życie. Działania misji zostały zaplanowane na co najmniej dwa lata.
(ESA, PR)
