Будущий межзвёздный зонд отправится за пределы гелиосферы в локальную межзвёздную среду, чтобы понять, откуда взялся наш дом и куда он движется.
Будущий межзвёздный зонд отправится за пределы гелиосферы в локальную межзвёздную среду, чтобы понять, откуда взялся наш дом и куда он движется.

Граница Солнечной системы определяется гелиосферой и гелиопаузой. Гелиопауза — это область, где межзвёздная среда останавливает исходящий солнечный ветер. Но только два космических аппарата, «Вояджер-1» и «Вояджер-2», когда-либо достигали гелиопаузы. Поэтому учёные не уверены в протяжённости гелиопаузы и других её свойствах.

Некоторые учёные стремятся узнать больше об этом регионе и разрабатывают концепцию миссии для его исследования.

Гелиосфера играет важнейшую роль в Солнечной системе. Гелиосфера Солнца — это защита от входящего галактического космического излучения, например, от мощных сверхновых. Гелиопауза обозначает предел защитной силы гелиосферы. За её пределами галактическое космическое излучение беспрепятственно.

Не существует общего понимания формы и протяжённости гелиосферы и гелиопаузы. Новое исследование призвано решить эту проблему, разработав зонд, который отправится за пределы этого региона, чтобы найти необходимые ответы.

Исследование под названием «Complementary Interstellar Detections from the Heliotail» опубликовано в журнале Frontiers in Astronomy and Space Sciences. Ведущий автор — Сара Спитцер, постдокторский научный сотрудник кафедры климатических и космических наук и инженерии Мичиганского университета.

«Без такой миссии мы похожи на золотых рыбок, которые пытаются понять аквариум изнутри», — говорит Спитцер.

Гелиопауза защищает всё, что находится внутри неё, от галактического космического излучения, включая наших астронавтов, которые покидают защитную магнитосферу Земли. «Мы хотим знать, как гелиосфера защищает астронавтов и жизнь в целом от вредного галактического излучения, но это трудно сделать, когда мы до сих пор не знаем даже формы нашего щита», — сказал Марк Корнблют, учёный из Бостонского университета и соавтор исследования.

 Согласно моделированию, на этом изображении представлены три модели того, как может выглядеть гелиосфера. Слева: форма, напоминающая комету. Средняя: Модель круассана. Справа: Другая, более обтекаемая кометоподобная форма.
Согласно моделированию, на этом изображении представлены три модели того, как может выглядеть гелиосфера. Слева: форма, напоминающая комету. Средняя: Модель круассана. Справа: Другая, более обтекаемая кометоподобная форма.

Гелиосфера формируется в результате взаимодействия солнечного ветра и местной межзвёздной среды (ММС). Последняя состоит из плазмы, пыли и нейтральных частиц. В нашей области космоса доминируют два облака: Местное межзвёздное облако и G-облако, в котором находится система Альфа Центавра. Два других облака, Облако AQL и Голубое облако, находятся неподалёку. Облака — это регионы, где ММС более плотная.

Проблема, с которой сталкиваются учёные, заключается в том, что мы не можем узнать больше о форме гелиосферы и её связи с ММС и её облаками, не выходя за пределы гелиосферы. Хотя «Вояджер-1» и «Вояджер-2» превзошли самые смелые ожидания, продержавшись так долго и покинув гелиосферу, они уже близки к концу. Их приборы уже не работают так, как раньше, а ведь эти космические аппараты были построены в 1970-х годах. Само собой разумеется, что с тех пор технологии шагнули вперёд.

Нам нужен специально построенный космический аппарат, который сможет покинуть гелиосферу, когда и где мы захотим. Конечно, это очень долгое путешествие, и по пути он будет выполнять другие научные задачи. В отличие от зондов «Вояджер», которые были отправлены для изучения планет и достигли ММС только благодаря своему упрямству.

 На этой иллюстрации показано положение зондов НАСА «Вояджер-1» и «Вояджер-2» за пределами гелиосферы — защитного пузыря, созданного Солнцем, который простирается далеко за орбиту Плутона. Вояджер-1 вышел из гелиосферы в августе 2012 года. Вояджер-2 вышел из гелиосферы в другом месте в ноябре 2018 года.
На этой иллюстрации показано положение зондов НАСА «Вояджер-1» и «Вояджер-2» за пределами гелиосферы — защитного пузыря, созданного Солнцем, который простирается далеко за орбиту Плутона. Вояджер-1 вышел из гелиосферы в августе 2012 года. Вояджер-2 вышел из гелиосферы в другом месте в ноябре 2018 года.

«Будущая миссия межзвёздного зонда станет нашей первой возможностью по-настоящему увидеть гелиосферу, наш дом, со стороны и лучше понять её место в местной межзвёздной среде», — говорит ведущий автор работы Спитцер.

Эта идея вынашивалась уже давно. В 2021 году учёные разработали концепцию миссии для такого зонда. Они назвали его «Межзвёздный зонд» и заявили, что он отправится в 50-летнее путешествие в ММС. По их словам, он «… обеспечит первую реальную точку обзора нашей системы, несущей жизнь, извне». Он может стартовать в 2036 году и пролететь с пиковой скоростью 7 а.е. в год. Это около одного миллиарда километров в год.

 Титульный лист предложения 2021 года о миссии по выходу за пределы гелиосферы.
Титульный лист предложения 2021 года о миссии по выходу за пределы гелиосферы.

Точка выхода — критическое различие между предложением 2021 года и нынешним. В предложении 2021 года говорилось, что зонд должен «захватить боковой вид гелиопаузы, чтобы охарактеризовать её форму, предпочтительно вблизи 45° от направления на нос гелиопаузы в точке (7° с.ш., 252° в.д.) в эклиптических координатах Земли».

Авторы новой работы утверждают, что команда Interstellar Probe ошиблась с точкой выхода. «Однако в этом отчёте предполагается, что оптимальной является траектория зонда, проходящая под углом 45 градусов от носа гелиохвоста, или переднего фронта направленного движения Солнца», — пишут они. Спитцер и её коллеги изучили этот вопрос и пришли к другому выводу. Они изучили шесть различных траекторий движения зонда — от носа до хвоста. Они пришли к выводу, что лучше всего использовать боковой вид.

«Если вы хотите узнать, насколько далеко назад простирается ваш дом, то выйти через парадную дверь и сделать снимок с тротуара, скорее всего, не лучший вариант. Лучше всего выйти через боковую дверь, чтобы увидеть, насколько длинным является дом спереди и сзади, — говорит соавтор исследования Корнблейт. Такая точка обзора позволит получить наилучшие научные результаты и увидеть форму гелиосферы».

«Понимание формы гелиосферы требует понимания гелиохвоста, поскольку его форма сильно зависит от гелиохвоста и его взаимодействий с ММС, — пишут авторы в своей работе. — Миссия Interstellar Probe — идеальная возможность для проведения измерений либо по траектории, проходящей через гелиохвост, либо через фланг…»

Есть и ещё одна веская причина следовать по этой траектории. Исследователи считают, что плазма от ММС может попасть в гелиосферу через хвост из-за магнитного пересоединения. Если это так, то зонд может взять пробы ММС дважды: один раз внутри гелиосферы, а другой — за её пределами.

Команда также предложила отправить два зонда за пределы гелиосферы. Один будет двигаться по носовой траектории, а другой — по гелиохвостовой. Это «... позволит получить более полное представление о форме гелиосферы и лучше понять её взаимодействие с ММС», — объясняют авторы в своей статье.

 Последние исследования показывают, что Солнечная система находится на пути, который выведет её за пределы локального межзвёздного облака (LIC). Возможно, она уже находится в контакте с четырьмя различными облаками с разными свойствами.
Последние исследования показывают, что Солнечная система находится на пути, который выведет её за пределы локального межзвёздного облака (LIC). Возможно, она уже находится в контакте с четырьмя различными облаками с разными свойствами.

«Этот анализ потребовал большого упорства. Он начался с малого и превратился в большой ресурс для сообщества», — говорит соавтор исследования Сьюзан Лепри.

Команда, стоящая за этим предложением, говорит, что межзвёздный зонд будет рассчитан на 50 лет и пролетит 400 астрономических единиц. Потенциально он может преодолеть гораздо большее расстояние — до 1 000 астрономических единиц. По мнению исследователей, это позволит нам получить беспрецедентное представление о гелиосфере и ММС.

Комментарии (8)


  1. wanomgn
    04.04.2024 09:41
    +8

    >Он может стартовать в 2036 году и пролететь с пиковой скоростью 7 австралийских километров в год.

    ну я слышал что в Австралии все не так как у нас.. но что бы и километры у них были свои.. это уж совсем уму не растяжимо.. ;)


    1. SuharkovMP
      04.04.2024 09:41
      +5

      Так километры ни при чем, автор исходника говорил про 7 австралийских доменов:

      It could launch in 2036 and travel at a peak speed of 7 AU per year. That’s about one billion km per year


  1. Moog_Prodigy
    04.04.2024 09:41

    Они что-то знают. Сначала статьи "как покинуть РФ", затем статьи про мощные вспышки на Солнце. Походу, дела настольки плохи у нас, что отсюда надо валить. Из Солнечной системы. И уже разработаны методы и планы...


    1. NickDoom
      04.04.2024 09:41
      +1

      «Они» — конечно, голованы?


      1. chervital
        04.04.2024 09:41
        +2

        Дельфины. "Всего хорошего, и спасибо за рыбу".


      1. IvanPetrof
        04.04.2024 09:41

        Это отсылка к Стругацким или к фамилии автора статьи?


        1. NickDoom
          04.04.2024 09:41

          Учитывая его «послужной список» в профиле, это одно и то же :) Впрочем, он действительно знает о космосе достаточно, чтобы такие шутки не выглядели бахвальством.

          Вячеслав Лучший-Друг-Голованов :-D


  1. MaximArbuzov
    04.04.2024 09:41

    Он может стартовать в 2036 году и пролететь с пиковой скоростью 7 а.е. в год. Это около одного миллиарда километров в год.

    Это 33 км/с, чуть быстрее скорости Земли вокруг Солнца. Получается, пиковая скорость будет в начале пути? Или же скорость удаления от Солнца имеется ввиду?