Solar Orbiter

Solar Orbiter – projekt badawczy Europejskiej Agencji Kosmicznej, realizowany we współpracy z NASA, w ramach którego 10 lutego 2020 w stronę Słońca została wysłana sonda kosmiczna. Sondę na orbitę okołosłoneczną wyniosła rakieta Atlas V 411, startująca z kosmodromu Cape Canaveral Air Force Station^[3].

Solar Orbiter

Solar Orbiter – wizja artysty
Zaangażowani	ESA/NASA
Rakieta nośna	Atlas V 411
Miejsce startu	Cape Canaveral, USA
Cel misji	Słońce
Orbita (docelowa, początkowa)
Perycentrum	0,28 au
Apocentrum	1,2 au[1]
Nachylenie	24°
Czas trwania
Początek misji	10 lutego 2020 (04:03 UTC)
Wymiary
Kształt	graniastosłup
Wymiary	2,5 × 3,1 × 2,7 m
Masa całkowita	1800 kg
Masa aparatury naukowej	209[2] kg

Cele naukowe

Sonda została zaprojektowana do wykonywania obserwacji Słońca z bardzo bliskiej odległości. Solar Orbiter umożliwi badania gwiazdy i jej korony, pomiary wiatru słonecznego w prawie niezakłóconym stanie^[4], magnetosferę oraz słabo widoczne z Ziemi bieguny Słońca^[5].

Misja ma odpowiedzieć na pytania:

• co napędza wiatr słoneczny i skąd pochodzą koronalne pola magnetyczne?
• jak zmienność struktur w koronie słonecznej wpływa na zmienność heliosfery?
• jak rozbłyski słoneczne produkują promieniowanie korpuskularne energetycznych cząstek słonecznych?
• jak działa słoneczne dynamo i jak wpływa ono na związek pomiędzy Słońcem i jego heliosferą?^[6]

Solar Orbiter będzie ściśle współpracował z wystrzeloną w 2018 przez NASA sondą Parker Solar Probe. Dzięki danym z tych dwóch misji możliwe ma być uzyskanie więcej informacji niż każda z nich dostarczyłaby osobno. Informacje te mają pomóc w wyjaśnianiu zagadnień związanych z rozwojem planet, pochodzeniem życia, działaniem Układu Słonecznego, początkiem Wszechświata. Ponadto pozwolą lepiej zrozumieć genezę wiatru słonecznego czy przewidywać okresy wzmożonej aktywności Słońca z rozbłyskami, zagrażającymi elektronice i energetyce na Ziemi^[7].

Instrumenty

Start misji

Solar Orbiter posiada na pokładzie 10 instrumentów pomiarowych:

• Energetic Particle Detector (EPD) – detektor cząstek energetycznych
• Extreme Ultraviolet Imager (EUI) – matryca obrazowania w głębokim ultrafiolecie
• magnetometr (MAG)
• Metis – koronograf
• Polarimetric and Helioseismic Imager (PHI) – matryca obrazowania polarymetrycznego i heliosejsmicznego
• Radio and Plasma Waves (RPW) – analizator fal radiowych i plazmowych (urządzenie do pomiarów pola elektromagnetycznego, gęstości elektronów i temperatury)
• Heliospheric Imager (SoloHI) – matryca obrazowania heliosferycznego
• Spectral Imaging of the Coronal Environment (SPICE) – aparat obrazowania spektralnego środowiska koronalnego
• X-ray Spectrometer/Telescope (STIX) – teleskop/spektroskop rentgenowski
• Solar Wind Plasma Analyser (SWA) – analizator plazmy wiatru słonecznego^[2][7]

Przebieg misji

Porównanie rozmiarów Słońca widzianego z odległości 1 au (po lewej) i 0,284 au (po prawej)

Budowa Solar Orbiter trwała około 10 lat i kosztowała 500 mln euro^[7]. Początkowo start był planowany na rok 2017, ale został kilkukrotnie przełożony. Ostatecznie sonda została wyniesiona 10 lutego 2020 o 5:03 (CET). Po 3,5 latach osiągnie peryhelium, kilkukrotnie wykorzystując asystę grawitacyjną Wenus w celu opuszczenia ekliptyki^[5]. Najmniejszą odległość, na jaką sonda się zbliży do Słońca (42 miliony kilometrów) będzie osiągać co 5 miesięcy^[6]. Jej orbita będzie synchroniczna z obrotem Słońca, co zapewni długie obserwacje, ukazujące w czasie rzeczywistym rozwój zjawisk słonecznych^[7]. Początkowo będzie prowadzić badania z szerokości ok. 24°, aby po ok. 8 latach wznieść się na szerokość przekraczającą 30° (maks. 33°). Pozwoli to po raz pierwszy zaobserwować słoneczne bieguny z takiej pozycji (z Ziemi są widoczne pod kątem maks. 7°)^[6][2]. Pierwsze, testowe dane z teleskopu STIX powinny dotrzeć na Ziemię po miesiącu od startu sondy, natomiast rutynowe badania naukowe rozpoczną się w listopadzie 2021 roku^[7].