Межзвездный зонд изучит неизвестное космическое пространство

Когда космические аппараты «Вояджер-1» и «Вояджер-2» вошли в межзвездное пространство в 2012 и 2018 годах, это было большое событие. Эти космические зонды уже преодолели расстояние в 120 раз большее, чем дистанция от Земли до Солнца, чтобы достичь границы гелиосферы, пузыря, охватывающего нашу солнечную систему, на которую влияет солнечный ветер.

Они обнаружили край пузыря, но оставили ученым много вопросов о том, как наше Солнце взаимодействует с местной межзвездной средой. Приборы Вояджеров предоставляют ограниченные данные, оставляя критические пробелы в нашем понимании этого региона.

НАСА и его партнеры в настоящее время планируют, что следующий космический аппарат, в настоящее время называемый Межзвездным зондом (Interstellar Probe), отправится гораздо глубже в межзвездное пространство, на 1000 астрономических единиц (а.е) от Солнца, в надежде узнать больше о том, как сформировалась наша гелиосфера и как она эволюционирует.

«Межзвездный зонд отправится в неизвестное локальное межзвездное пространство, куда человечество никогда раньше не достигало», — говорит Елена Проворникова, ведущий специалист по гелиофизике межзвездного зонда из Лаборатории прикладной физики Джона Хопкинса (APL). «Впервые мы сфотографируем нашу обширную гелиосферу снаружи, чтобы увидеть, как выглядит наш дом в солнечной системе.»

Исследователи обсудят возможности для миссии на Генеральной ассамблее Европейского союза наук о земле (EGU) в 2021 году.

Возглавляемая APL команда, в которую входят около 500 ученых, инженеров и энтузиастов — как официальных, так и неофициальных со всего мира, изучала, какие типы исследований следует планировать миссии. «Есть действительно выдающиеся научные возможности, которые охватывают гелиофизику, планетологию и астрофизику», — говорит Елена Проворникова.

Некоторые загадки, которые исследователи надеются решить с помощью миссии, включают в себя: как солнечная плазма взаимодействует с межзвездным газом, создавая нашу гелиосферу; что лежит за пределами нашей гелиосферы; и как наша гелиосфера выглядит.

Миссия планирует сделать «снимки» нашей гелиосферы с использованием энергичных нейтральных атомов и, возможно, даже «наблюдать внегалактический фоновый свет с ранних времен формирования нашей галактики — то, что невозможно увидеть с Земли. Ученые также надеются узнать больше о том, как наше Солнце взаимодействует с местной галактикой, что может дать ключ к пониманию того, как другие звезды в галактике взаимодействуют со своими межзвездными соседями.

Гелиосфера очень важна, потому что она защищает нашу солнечную систему от высокоэнергетических галактических космических лучей. Солнце путешествует по нашей галактике, проходя через различные области межзвездного пространства. В настоящее время Солнце находится в так называемом Локальном Межзвездном облаке, но недавние исследования показывают, что Солнце может двигаться к краю облака, после чего оно войдет в следующую область межзвездного пространства, о которой мы ничего не знаем.

Такое изменение может привести к тому, что наша гелиосфера станет больше или меньше или изменит количество галактических космических лучей, которые попадают внутрь и влияют на уровень фонового излучения на Земле.

Это последний год четырехлетнего «исследования прагматической концепции», в ходе которого команда исследователей изучала, какие научные достижения могут быть достигнуты с помощью этой миссии. В конце года команда представит НАСА отчет, в котором будут изложены потенциальные научные данные, примеры полезной нагрузки приборов, а также примеры космических аппаратов и траекторий для миссии.

Interstellar Probe может стартовать в начале 2030-х годов и ему понадобится около 15 лет, чтобы достичь границы гелиосферы — это быстро по сравнению с Вояджерами, которым потребовалось 35 лет, чтобы добраться туда.  Ученые планируют, что межзвездный зонд достигнет расстояния в 1000 а.е — 150 миллиардов километров (около шести световых дней). Проект миссии рассчитан на 50 и более лет.