Спустя 17 лет космический корабль НАСА STEREO-A впервые пролетает мимо Земли

Космический корабль-двойник STEREO (Solar TERrestrial Relations Observatory) был запущен 25 октября 2006 года с базы ВВС на мысе Канаверал во Флориде. STEREO-A (что означает «Впереди») продвинулось вперед на Земле, в то время как STEREO-B (что означает «Позади») отставал, оба отображали земные орбиты вокруг Солнца.

В течение первых лет после запуска миссия с двумя космическими кораблями достигла своей важной цели: предоставила первое стереоскопическое или многоракурсное изображение нашей звезды. 6 февраля 2011 года миссия достигла еще одного рубежа: STEREO-A и STEREO-B достигли 180-градусного разделения на своих орбитах. Впервые человечество увидело наше Солнце как цельную сферу.

«До этого мы были «привязаны» к линии Солнце-Земля — мы видели только одну сторону Солнца за раз», — сказала Лика Гухатакурта, научный сотрудник программы STEREO в штаб-квартире НАСА в Вашингтоне. «Они дали нам представление о солнце как о трехмерном объекте».

За прошедшие годы миссия совершила множество других научных подвигов, и исследователи изучали изображения обоих космических аппаратов до 2014 года, когда управление миссией потеряло связь со STEREO-B после запланированного сброса. Но STEREO-A продолжает свое путешествие, фиксируя солнечные виды, недоступные с Земли.

12 августа 2023 года опережение STEREO-A на Земле выросло до одного полного оборота, поскольку космический корабль «обводит» нас по орбите вокруг Солнца. За несколько недель до и после пролета STEREO-A ученые не упускают возможности задать вопросы, обычно находящиеся за пределами досягаемости миссии.

Трехмерное изображение солнца

Во время облета Земли STEREO-A снова будет делать то, что он делал со своим близнецом в первые годы: комбинировать виды для достижения стереоскопического зрения.

Стереоскопическое зрение позволяет нам извлекать трехмерную информацию из двумерных или плоских изображений. Так два глазных яблока, смотрящие на мир из разных точек, создают восприятие глубины. Ваш мозг сравнивает изображения от каждого глаза, и небольшие различия между этими изображениями показывают, какие объекты ближе или дальше.

STEREO-A обеспечит такой 3D-просмотр, синтезируя свои представления с наблюдениями Солнечной и гелиосферной обсерватории (SOHO) НАСА/ЕКА и Обсерватории солнечной динамики НАСА (SDO). Более того, расстояние STEREO-A от Земли меняется на протяжении всего пролета, оптимизируя его стереовидение для различных размеров солнечных элементов в разное время. Это похоже на то, как если бы ученые настраивали фокус на телескопе шириной в несколько миллионов миль.

Ученые STEREO используют эту возможность для проведения столь необходимых измерений. Они идентифицируют активные области, магнитно-сложные области, лежащие в основе солнечных пятен, надеясь раскрыть трехмерную информацию об их структуре, которая обычно теряется в двухмерных изображениях. Они также проверят новую теорию о том, что корональные петли — гигантские арки, часто видимые на изображениях Солнца крупным планом — не то, чем кажутся.

«Недавно возникла идея, что корональные петли могут быть просто оптическими иллюзиями», — сказал Терри Кучера, научный сотрудник проекта STEREO в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте. Некоторые ученые предположили, что наши ограниченные углы обзора заставляют их выглядеть так, как будто у них нет формы. «Если посмотреть на них с разных точек зрения, это станет более очевидным», — добавил Кучера.

Внутри солнечного извержения

Не только то, что STEREO-A увидит во время полета над Землей, но и то, что он «почувствует», может привести к крупным открытиям.

Когда шлейф солнечного материала, известный как корональные выбросы массы или CME, достигает Земли, он может нарушить спутниковые и радиосигналы или даже вызвать скачки напряжения в наших энергосистемах. Или, может быть, это почти не будет иметь никакого эффекта вообще. Все зависит от встроенного в него магнитного поля, которое может резко измениться на расстоянии 93 миллиона миль между Солнцем и Землей.

Чтобы понять, как меняется магнитное поле на пути к Земле, ученые строят компьютерные модели солнечных извержений, обновляя их при каждом новом наблюдении с космического корабля. Но данные одного космического корабля могут сказать нам не так много.

«Это как в притче о слепых и слоне: тот, кто ощупывает ноги, говорит: «Это похоже на ствол дерева», а тот, кто ощупывает хвост, говорит: «Это похоже на змею», — сказал Тони Галвин, профессор Университета Нью-Гэмпшира и главный исследователь одного из инструментов STEREO-A. «Это то, с чем мы сейчас сталкиваемся, потому что обычно есть только один или два космических корабля рядом друг с другом для измерения выброса корональной массы».

В течение месяцев до и после пролета STEREO-A вокруг Земли любые CME, направленные на Землю, будут проходить над STEREO-A и другими околоземными космическими аппаратами, предоставляя ученым столь необходимые многоточечные измерения изнутри CME.

Принципиально другое Солнце

STEREO-A также был близок к Земле в 2006 году, вскоре после запуска. Это было во время «солнечного минимума», нижней точки 11-летнего цикла высокой и низкой активности Солнца.

Когда мы приближаемся к солнечному максимуму, предсказанному на 2025 год, солнце уже не так сонно. «В этой фазе солнечного цикла STEREO-A увидит совершенно другое Солнце», — сказал Гухатакурта. «Из этого можно извлечь так много знаний».