Αποστολή Proba-3:Δημιουργία Τεχνητών Ηλιακών Εκλείψεων για Επιστημονική Ανακάλυψη

Στις 5 Δεκεμβρίου, ο Ινδικός Οργανισμός Διαστημικής Έρευνας (ISRO) εκτόξευσε με επιτυχία το Proba-3 του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ESA) αποστολή. Αυτό το καινοτόμο δορυφορικό σύστημα στοχεύει στη δημιουργία τεχνητών ηλιακών εκλείψεων μεγάλης διάρκειας, επιτρέποντας στους επιστήμονες να εξερευνήσουν το στέμμα του Ήλιου με άνευ προηγουμένου λεπτομέρεια.

Μια εννοιολογική εικόνα του αποκρυφιστή (μπροστά στον Ήλιο) και του στεφανογράφου (πίσω από τον αποκρυφιστή). Πιστώσεις εικόνας:ESA-P. Carril

Δύο δορυφόροι για τη μελέτη του στέμματος

Η ESA πέρασε την τελευταία δεκαετία αναπτύσσοντας το Proba-3. Το σύστημα αποτελείται από δύο συντονισμένους δορυφόρους:έναν στεφανογράφο και έναν αποκρυφιστή. Ο κορωνογράφος είναι ένα όργανο που έχει σχεδιαστεί για τη λήψη λεπτομερών εικόνων της αμυδρής εξωτερικής ατμόσφαιρας του Ήλιου (στέμμα), ενώ ο αποκρυφιστής λειτουργεί ουσιαστικά ως «ασπίδα» που τοποθετείται ακριβώς μπροστά στον Ήλιο για να μπλοκάρει τη φωτεινή επιφάνειά του, δημιουργώντας μια τεχνητή ηλιακή έκλειψη και επιτρέποντας στον κορωνογράφο να έχει μια καθαρή άποψη του στέμματος χωρίς παρεμβολές από τον Ήλιο.

Μαζί, αυτοί οι δορυφόροι θα παρέχουν νέες γνώσεις για το στέμμα του Ήλιου και τις στεφανιαίες μαζικές εκτοξεύσεις — ισχυρές ηλιακές εκρήξεις που μπορούν να διαταράξουν τις επικοινωνίες, τα συστήματα πλοήγησης και τα δίκτυα ισχύος στη Γη.

Οι τεχνητές εκλείψεις που δημιουργήθηκαν από την αποστολή Proba-3 δεν θα είναι ορατές από τη Γη. Αυτές οι εκλείψεις συμβαίνουν στο διάστημα μεταξύ των δύο δορυφόρων, οι οποίοι θα χωριστούν σε απόσταση περίπου 150 μέτρων ο ένας από τον άλλο.

Οι δορυφόροι του Proba-3 πρέπει να διατηρούν το σχηματισμό με εξαιρετική ακρίβεια - μέσα σε λίγα χιλιοστά. Αξιοσημείωτο είναι ότι αυτό θα επιτευχθεί αυτόνομα, χωρίς επίγεια καθοδήγηση. Οι δύο δορυφόροι δημιουργούν αποτελεσματικά ένα εικονικό γιγάντιο παρατηρητήριο, ικανό να δημιουργεί εκτεταμένες τεχνητές εκλείψεις.

Το ταξίδι του Proba-3 μετά την εκτόξευση 

"Παρά το αχνό του, το ηλιακό στέμμα είναι ένα σημαντικό στοιχείο του Ηλιακού μας Συστήματος, μεγαλύτερο σε έκταση από τον ίδιο τον Ήλιο και την πηγή του διαστημικού καιρού και του ηλιακού ανέμου", δήλωσε ο Αντρέι Ζούκοφ, ο κύριος ερευνητής για τον κορωνογράφο Proba-3.

Το Proba-3 εκτοξεύτηκε με τον πύραυλο σούπερ σταρ της ISRO, το Polar Satellite Launch Vehicle (PSLV-XL) από το Διαστημικό Κέντρο Satish Dhawan στη Σριχαρικότα της Ινδίας. Περίπου 18 λεπτά μετά την επιτυχή εκτόξευση, το δίδυμο δορυφορικό σύστημα διαχωρίστηκε από το PSLV. 

Ο πύραυλος τους έχει τοποθετήσει σε μια άκρως ελλειπτική τροχιά, όπου το δίδυμο των δορυφόρων θα διατηρήσει μέγιστη απόσταση 37.612 μιλίων (60.530 χιλιομέτρων) και ελάχιστη απόσταση 373 μιλίων (600 χλμ.) από τη Γη. Επί του παρόντος, οι δορυφόροι είναι συνδεδεμένοι, αλλά θα χωριστούν ο ένας από τον άλλο σε ένα μήνα. 

Οι δύο δορυφόροι του Proba-3 όταν δεν είναι συνδεδεμένοι. Πιστώσεις εικόνας:Redwire Space

Μια ηλιακή έκλειψη συμβαίνει όταν κάτι μπλοκάρει τη φωτεινή επιφάνεια του Ήλιου (φωτόσφαιρα), επιτρέποντας στους επιστήμονες να μελετήσουν λεπτομερώς την αμυδρή εξωτερική ατμόσφαιρα του Ήλιου, το στέμμα. Ωστόσο, ενώ οι φυσικές εκλείψεις ηλίου διαρκούν λίγα λεπτά, με το Proba-3, οι επιστήμονες θα μπορούσαν να μελετήσουν το στέμμα για ώρες χωρίς παρεμβολές από την υπερβολική φωτεινότητα του Ήλιου. Εκεί έρχεται η τεχνητή έκλειψη Ηλίου.

«Σε σύγκριση με μια ολική έκλειψη [στη Γη], καθεμία από τις οποίες διαρκεί μόνο λίγα λεπτά και συμβαίνει μόνο περίπου 60 φορές τον αιώνα, το Proba-3 θα μπορεί να μελετά το στέμμα για έξι ώρες σε τροχιά 19 ωρών και 36 λεπτών, ένας παράγοντας εκατό βελτίωση στον αδιάκοπο χρόνο μελέτης», ανέφερε η ομάδα της ESA σε δήλωση.

"Ως παγκόσμια πρώτη, οι δύο δορυφόροι του - το διαστημόπλοιο Coronagraph και το διαστημικό σκάφος Occulter - θα διατηρήσουν το σχηματισμό σε λίγα χιλιοστά και τη δεύτερη ακρίβεια σε αποστάσεις περίπου 150 μέτρων για έξι ώρες τη φορά. Στην πραγματικότητα, το ζεύγος θα σχηματίσει έναν εικονικό γιγάντιο δορυφόρο. Και αυτό θα επιτευχθεί αυτόνομα, χωρίς να βασίζεται η ομάδα του εδάφους στην καθοδήγηση".

Επίλυση ηλιακών μυστηρίων με προϋπολογισμό

Μια εικόνα ιδέας που δείχνει το Probe-3 να φεύγει από το PSLV. Πηγές εικόνας:ESA – P. Carril.

Ένα από τα διαρκή ηλιακά παζλ είναι γιατί το στέμμα του Ήλιου, το οποίο φτάνει σε θερμοκρασίες πάνω από ένα εκατομμύριο βαθμούς Κελσίου (~1,8 εκατομμύρια °F), είναι πολύ πιο ζεστό από την επιφάνεια του Ήλιου στους 5.500 °C (~10.000 °F). Οι εκτεταμένες παρατηρήσεις του Proba-3 θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην επίλυση αυτού του μυστηρίου και στη βελτίωση της κατανόησης του διαστημικού καιρού.

Η ESA πέτυχε αυτήν την πρωτοποριακή αποστολή για 210 εκατομμύρια δολάρια, σημαντικά λιγότερο από τις παραδοσιακές ηλιακές αποστολές, οι οποίες μπορεί να κοστίσουν από 400 εκατομμύρια δολάρια έως αρκετά δισεκατομμύρια δολάρια. Με τη συνεργασία με την ISRO και χρησιμοποιώντας τον οικονομικά αποδοτικό πύραυλο PSLV, η ESA συνδύασε την αξιοπιστία και την προσιτή τιμή.

Για την υλοποίηση του Proba-3, η ESA ξόδεψε σχεδόν 210 εκατομμύρια δολάρια. Γενικά, η εκτόξευση μικρών και μεσαίων δορυφόρων για τη μελέτη του Ήλιου κοστίζει κάπου από 400 εκατομμύρια δολάρια έως δισεκατομμύρια δολάρια. Για παράδειγμα, κατά τη διάρκεια της κατασκευής και της εκτόξευσης του ηλιακού τροχιακού, η ESA ξόδεψε πάνω από μισό δισεκατομμύριο (αυτή ήταν απλώς η συνεισφορά της ESA, το συνολικό κόστος ήταν ~1,5 δισεκατομμύρια δολάρια). 

Ωστόσο, αυτή τη φορά η ESA υιοθέτησε διάφορες στρατηγικές για να μειώσει το κόστος της αποστολής της. Για παράδειγμα, θα μπορούσαν να έχουν επιλέξει το Falcon 9 της SpaceX, αλλά επέλεξαν το PSLV της ISRO λόγω του σημαντικά χαμηλότερου κόστους και του εντυπωσιακού ποσοστού επιτυχίας της αποστολής άνω του 97%, καθιστώντας το μία από τις πιο αξιόπιστες και οικονομικές επιλογές για εκτοξεύσεις δορυφόρων.

Εάν επιτύχει, το Proba-3 θα μπορούσε να ανοίξει το δρόμο για πιο φιλικές προς τον προϋπολογισμό, διαστημικές αποστολές με μεγάλο αντίκτυπο στο μέλλον.