Już dziś z przylądka Canaveral na Florydzie wystartuje rakieta Falcon 9 z aż trzema nowymi sondami kosmicznymi. Celem każdej z nich będzie zbadanie tego, jaki wpływ ma Słońce na naszą kosmiczną okolicę. Na pokładzie największego ładunku, czyli sondy IMAP, znajduje się pierwszy w całości zaprojektowany i zbudowany polski instrument naukowy nazwany GLOWS. Dlaczego badanie aktywności słonecznej jest tak istotne dla naszej planety? Czego sondy nauczą Nas o otaczającym człowieka wszechświecie? Tego dowiecie się z naszego artykułu, więc zapraszamy na podróż w kierunku Słońca!

Zacznijmy od głównego ładunku, który znajdzie się pod owiewką flagowej rakiety SpaceX, czyli sondy IMAP (Interstellar Mapping and Accelaration Probe). Nasza dzienna gwiazda, oprócz tego, że codziennie dostarcza nam światło i ciepło, stale wyrzuca ze swojego wnętrza w każdym kierunku strumień wysoko naładowanych cząstek, co nazywamy wiatrem słonecznym. Strumień ten tworzy gigantyczny bąbel w którym zanurzone są wszystkie planety i inne mniejsze ciała niebieskie. Granice tej bańki, czyli Heliosfery, będzie badać wspomniana najnowsza sonda NASA. Ten region, oddalony o około 14 miliardów kilometrów od Ziemi, wzięło pod lupędo tej pory jedynie kilka statków. Dotarły tam obie sondy Voyager, które przeprowadziły badania in-situ oraz poprzednik IMAPa, czyli sonda IBEX (Interstellar Boundary Explorer). Podobnie jak swój prekursor, IMAP stworzy mapę całej heliosfery dzięki swoim dziesięciu instrumentom naukowym oraz możliwości obrotu całej konstrukcji raz na 15 sekund. Z tego powodu o sondzie mówi się często jako ,,współczesny kartograf nieba’’. Statek przyjrzy się granicy oddziaływania naszej gwiazdy z przestrzenią międzygwiezdną – jest to ważne, ponieważ tak naprawdę heliosfera broni nas przed niebezpiecznym promieniowaniem pochodzącym z naszej galaktyki i bez tej wyjątkowej bańki, życie na Ziemi nie byłoby możliwe. 

Ale na tym nie koniec badań sondy. Dzięki jej wyjątkowemu położeniu ,,przed’’ naszą planetą (o nim więcej pod koniec tekstu), IMAP będzie uczestniczył w monitoringu pogody kosmicznej, czyli szeregu zjawisk potencjalnie niebezpiecznych dla naszej planety. Mowa tutaj o wydarzeniach takich jak koronalne wyrzuty masy (CME), czyli gwałtowne wybuchy pochodzące z korony słonecznej, najbardziej zewnętrznej części atmosfery gwiazdy. A jeśli któreś z takich wydarzeń nastąpi na powierzchni Słońca, IMAP poinformuje nas o tym, dając około 30 minut na przygotowanie się na ewentualne skutki takich zdarzeń. 

Tak jak wspomniałam we wstępie, jednym z 10 instrumentów naukowych misji jest polskie urządzenie GLOWS (GLObal Solar Wind Structure), którego celem będzie zbadanie ultrafioletowej poświaty wytwarzanej przez wiatr słoneczny oraz pomiar rozkładu wodoru. Instrument został zbudowany przez Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk, instytut, który już wielokrotnie brał udział w misjach kosmicznych kierowanych w różne zakątki Układu Słonecznego, m.in. na powierzchnię Marsa, w kierunku Jowisza, Merkurego, a nawet Wenus. 

Oprócz polskiego GLOWSa, na pokładzie amerykańskiej sondy znajdzie się magnetometr MAB zainstalowany na specjalnym wysięgniku czy instrument IDEX, który będzie badał skład cząsteczek pyłu międzygwiezdnego i międzyplanetarnego. Planowana misja IMAPa ma potrwać dwa lata, choć jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, paliwa w zbiornikach może wystarczyć nawet na kilka dekad.

Pora obrócić się z powrotem w kierunku naszej planety, a konkretniej spojrzeć na najbardziej zewnętrzną część jej atmosfery. Egzosferę, bo o niej mówimy, będzie obserwować kolejna sonda należąca do NASA – Carruthers Geocorona Observatory. Statek został nazwany na cześć dr. George’a Carruthers’a – inżyniera, który zaprojektował teleskop umieszczony na Księżycu w 1972 roku przez astronautów misji Apollo 16. Celem tego urządzenia było wykonanie pierwszych zdjęć geokorony, czyli wodorowej poświaty egzosfery. Sonda odpowie na pytanie, które od kilkudziesięciu lat stawiają sobie naukowcy: jak zbudowana jest egzosfera i w jaki sposób ta część atmosfery ziemskiej reaguje na aktywność Słońca? Oprócz tego, poprzez egzosferę, planety często tracą swoją atmosferę, a także pokłady wody na powierzchni, co wydarzyło się m.in na Czerwonej Planecie, dlatego dzięki Obserwatorium Carruthers poznamy lepiej strukturę tych cennych otoczek wokół ciał niebieskich. 

Ta niewielka sonda (bo waży zaledwie 240 kilogramów) posiada dwa główne instrumenty naukowe, czyli dwie kamery: z wąskim i szerokim polem widzenia. Misja Carruthers Geocorona Observatory jest planowana na dwa lata i ten okres czasu nie został wybrany przypadkowo. Właśnie teraz znajdujemy się tuż po maksimum słonecznym w 11-letnim cyklu aktywności Słońca – co oznacza, że powoli zbliżamy się do minimum. W tym czasie sonda zaobserwuje zmiany w strukturze egzosfery na przestrzeni zmieniającego się momentu cyklu. 

Trzecim i ostatnim ładunkiem nadchodzącej misji jest sonda SWFO-L1 (Space Weather Follow-On Lagrange 1). Należąca do amerykańskiej NOAA, czyli Narodowej Służby Oceanicznej i Atmosferycznej, będzie monitorowała naszą dzienną gwiazdę 24 godziny na dobę 7 dni w tygodniu, aby móc pilnować i ostrzegać ziemian przed różnymi zjawiskami pochodzącymi ze Słońca. Ale dlaczego właściwie wybuchy na Słońcu są dla nas groźne? Mogą one stanowić niebezpieczeństwo dla funkcjonowania satelitów oraz zdrowia i życia astronautów na orbicie okołoziemskiej, a także zaburzyć działanie sieci energetycznych na Ziemi. 

Wszystkie trzy statki zostaną umieszczone w wyjątkowym miejscu – pierwszym punkcie Lagrange’a (L1). W przestrzeni między Słońcem a Ziemią istnieje pięć takich punktów. Umieszczone w takich miejscach sondy, dzięki zbilansowaniu sił grawitacyjnych obu ciał niebieskich, mogą utrzymywać się tam przez cały okres trwania swoich misji, wykonując jedynie drobne manewry. Punkt L1 położony jest około 1,5 miliona kilometrów od Ziemi, co równoznaczne jest z czterokrotnym dystansem między naszą planetą a Srebrnym Globem. Dotarcie tam zajmie satelitom około trzy miesiące, planowane rozpoczęcie operacji każdego z nich planowane jest na początek 2026 roku. To właśnie z tego punktu sondy IMAP i SWFO- L1 mają doskonały widok na Słońce, a Obserwatorium Carruthers (które będzie najmniejszym statkiem w tym regionie) w przeciwną stronę – na całą egzosferę.

Trzymamy kciuki za powodzenie misji (oraz sukces polskiego instrumentu GLOWS) i nie możemy doczekać się nowych odkryć naukowych!