Misję Helianthus napędzą fotony. Włosi tworzą system wczesnego ostrzegania przed burzami geomagnetycznymi

W tym artykule:

1. Maksimum słoneczne
2. Helianthus nas ostrzeże?
3. Żagiel słoneczny

W drugiej połowie marca tego roku doszło do serii potężnych rozbłysków na Słońcu oraz tzw. koronalnych wyrzutów masy. Mowa o olbrzymich, niejednokrotnie większych od Ziemi obłokach plazmy. Mogą się one poruszać się z prędkością sięgającą nawet 2 tys. kilometrów na sekundę. Potężny rozbłysk klasy X1.2 w nocy 22 na 23 marca doprowadził do największej burzy geomagnetycznej w tym stuleciu. A tym samym do nocy, w której zorza polarna była widoczna nawet w południowej części Europy.

Maksimum słoneczne

Wszystko dlatego, że w 2024 roku, czyli o rok wcześniej, niż przewidywano, weszliśmy w tzw. maksimum słoneczne. To oznacza, że na Słońcu pojawia się coraz więcej plam słonecznych – aktywnych regionów, z których możemy spodziewać się rozbłysków. Rozbłyski mogą wywoływać koronalne wyrzuty masy (ang. Coronal Mass Ejection – CME), zdolne bezpośrednio wpływać na górne warstwy atmosfery naszej planety, a także na używaną przez nas technologię. Maksimum słoneczne jest szczytowym momentem aktywności słonecznej 11-letniego cyklu.

W okresie maksimum słonecznego tego typu burze będą stawały się coraz częstsze. Zagrożenia, jakie stanowią dla infrastruktury Ziemi, będą więc nadal rosły. Obecnie większość naszych systemów wczesnego ostrzegania daje nam tylko kilka minut na przeciwdziałanie potencjalnie niszczycielskiej burzy geomagnetycznej. I tu właśnie wkracza zespół naukowców z Uniwersytetu Sapienza w Rzymie i Włoskiej Agencji Kosmicznej. Badacze mają plan wysłania serii detektorów do punktu w kosmosie, skąd mogłyby nas wcześnie ostrzec. I chcą, żeby te detektory były wyposażone w żagle słoneczne.

Helianthus nas ostrzeże?

Misja znana jako Helianthus została po raz pierwszy opisana na 2023 roku. W prezentacji włoscy naukowcy wyjaśnili, że celem misji jest umożliwienie wygenerowania różnych poziomów alarmowych dla burz geomagnetycznych. Ale co ważniejsze, projekt misji dałby ludzkości 100 minut ostrzeżenia przed szybko poruszającymi się burzami słonecznymi.

Gdzie powstaje pole magnetyczne Słońca? Nowe odkrycie w końcu wyjaśnia 400-letnią tajemnicę

Superkomputer NASA pomógł zespołowi naukowców i inżynierów rozwiązać zagadkę, która zaskoczyła ojca współczesnej europejskiej astronomii – Galileusza. Badacze po przeprowadzeniu seri...

Obecne takie ostrzeżenie można wydać na kilka minut przed uderzeniem plazmy w ziemską magnetosferę. Dzieje się tak, ponieważ detektory wypatrujące zagrożenia znajdują się na niskiej orbicie okołoziemskiej. Aby wydłużyć ten czas, Helianthus umieści serię specjalnie zaprojektowanych detektorów w punkcie znanym jako sub-L1 w systemie Słońce/Ziemia. Chociaż nie jest jasne, co dokładnie oznacza „sub-L1” w tym kontekście, typowy punkt Lagrange'a Słońce/Ziemia znajduje się około 1,5 miliona kilometrów w kierunku Słońca – około cztery razy dalej niż Księżyc od Ziemi.

Żagiel słoneczny

W dodatku detektory te mają dotrzeć do punktu sub-L1 przy użyciu żagla słonecznego. Jest to innowacyjny sposób napędzania statków kosmicznych, który wykorzystuje energię promieniowania słonecznego, a nie tradycyjne paliwa chemiczne. Całość opiera się na zasadzie, że światło, mimo że nie ma masy, przenosi pęd. Gdy fotony (cząstki światła) uderzają w powierzchnię cienkiej i odbijającej światło membrany rozciągniętej na szkielecie żagla, przekazują mu niewielką ilość pędu, co prowadzi do ruchu statku kosmicznego.

Ale żagli słonecznych używa się raczej do napędzania statków oddalających się od Słońca. Dotarcie dzięki żaglowi słonecznemu do punktu znajdującego się bliżej Słońca niż Ziemi, a następnie pozostanie w tym miejscu, wydaje się sprzeczne z intuicją.

Mimo to naukowcy misji przekonują, że Helianthus utrzymywałby pozycję w punkcie poniżej L1, jednocześnie mając w pełni rozwinięty żagiel słoneczny. Detektor zostałby wyposażony w szereg siłowników, które wykonując odpowiednie manewry, utrzymałyby sondę w docelowym miejscu.
Na razie projekt Helianthus jest w fazie rozwoju. Zbudowano już kilka prototypów lekkiego oprzyrządowania, wciąż pozostaje wiele pracy inżynieryjnej do wykonania, zanim taka misja żagla słonecznego ujrzy światło dzienne.

Źródło: Universe Today

Nasz ekspert

Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka

Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Związana z magazynami portali Gazeta.pl oraz Wp.pl. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.