Ученые составили карту наилучших маршрутов для вывода космических кораблей за пределы сферы влияния Солнца.
Межзвездное пространство не так уж и далеко. Мы уже отправили два зонда за пределы гелиосферы – области, где господствует Солнце со своим солнечным ветром. Наше проникновение в межзвездное пространство принесло новые важные открытия, но все еще остается слишком ограниченным, чтобы обеспечить глубокое понимание нашего места в Галактике.
Один из важных аспектов, о котором мы совершенно ничего не знаем, – это форма гелиосферы. Название предполагает сферическую форму, но на самом деле мы не уверены, что это так. Модели предполагают, что она может быть не сферической, а вытянутой или даже в форме полумесяца. Исследователи уже придумали, куда лучше всего отправить зонд, чтобы изучить гелиосферу.
“Без такой миссии мы похожи на золотую рыбку, пытающуюся понять аквариум изнутри”, – заявила первый автор исследования доктор Сара А. Спитцер из Мичиганского университета.
“Мы хотим знать, как гелиосфера защищает космических путешественников и жизнь в целом от вредного галактического излучения, но это трудно сделать, когда мы до сих пор не знаем даже форму нашего щита”, – добавил Марк Корнблют, ученый из Бостонского университета и соавтор исследования.
Галактическое излучение влияет на форму гелиосферы, делая ее направленной. Носовая часть находится в направлении движения Солнца, где гелиосфера ближе всего к Солнцу. А еще есть хвост, который расширяется, как волна от движущейся лодки. В 2021 году, когда началась работа над будущей миссией, рассматривались возможные направления и предполагалось, что оптимальным будет положение зонда под углом 45 градусов от носовой части. Новое исследование с этим не согласно.
Спитцер и ее коллеги подсчитали шесть возможных траекторий с целью максимизации научных результатов. Ведь чтобы покинуть гелиосферу, потребуется много лет. Ученые пришли к выводу, что прохождение зонда через фланги будет отличной траекторией для изучения межзвездного пространства и получения лучшего представления о форме гелиосферы.
В межзвездном пространстве сегодня находятся два космических аппарата – “Вояджер-1” и “Вояджер-2”. Но они были созданы не для этой цели, а для изучения планет-гигантов, поэтому их возможности по изучению межзвездной плазмы очень ограничены. При этом они летят не слишком далеко от передней, носовой части солнечного щита, который защищает нас от плазмы. А вот в хвосте межзвездная плазма в теории может проникать в гелиосферу. Но мы не можем быть уверены в этом, пока не сможем как следует посмотреть на нее со стороны.
“Если вы хотите узнать, насколько далеко назад простирается ваш дом, то выйти через парадную дверь и сделать снимок главного входа, скорее всего, не лучший вариант. Лучше всего выйти через боковую дверь, чтобы увидеть, насколько дом вытянут от фасада до торца”, – говорит Корнблют.
“Будущая миссия межзвездного зонда станет нашей первой возможностью увидеть гелиосферу, наш дом, снаружи и лучше понять ее место в местной межзвездной среде”, – добавила Спитцер.
“Вояджер-1”, который в настоящее время испытывает серьезные проблемы с компьютером, удалился от нас на расстояние около 163 астрономических единиц (АЕ). Одна АЕ – это расстояние между Землей и Солнцем, а зонд, который пройдет по пути, проложенному Спитцер и ее командой, преодолеет расстояние в 400 АЕ за 50 лет с расчетом на то, что за многие последующие десятилетия он выдержит путешествие в 1000 АЕ.
“Этот анализ потребовал большого упорства. Он начинался с малого и превратился в большой ресурс для сообщества”, – говорит Сьюзан Лепри, профессор климатологии и космических наук и инженерного дела в Мичиганском университете и старший автор исследования.
Статья, описывающая эту работу, опубликована в журнале Frontiers in Astronomy and Space Sciences.
Читайте также: Космические зонды “Вояджер” и бессмертие человечества
