Wystrzelona prawie dwa lata temu sonda Solar Orbiter zmierza w kierunku najbliższego do tej pory spotkania ze Słońcem. Dojdzie do tego już w marcu.

Sonda badająca Słońce weszła w ogon komety

Pod koniec ubiegłego roku Solar Orbiter znajdował się stosunkowo blisko Ziemi wykorzystując tzw. manewr asysty grawitacyjnej. Zapoczątkował on fazę naukową misji i umieścił statek kosmiczny na kursie umożliwiającym bliskie podejście do Słońca w marcu 2022 r.

Manewr został wykonany 27 listopada 2021 roku. Wówczas jądro komety Leonard znajdowało się w odległości 44,5 miliona kilometrów od Ziemi, w pobliżu Wenus. Natomiast gigantyczny warkocz komety rozciągał się w przestrzeni kosmicznej do orbity Ziemi i poza nią.

– 17 grudnia przeleciała przez ogon komety Leonard. Było to drugie spotkanie Solar Orbitera z kometą. Pierwsze, w czerwcu 2020 z kometą C/2019 Y4 ATLAS, nastąpiło krótko po starcie misji i nie wszystkie instrumenty pokładowe były już uruchomione. Dzięki grudniowemu spotkaniu z kometą Leonard sondzie udało się zmierzyć strumień jonów pochodzących od komety oraz wpływ komety na międzyplanetarne pole magnetyczne - mówi dr Marek Stęślicki z Zespołu Fizyki Słońca Centrum Badań Kosmicznych PAN we Wrocławiu. Dr Stęślicki jest jednym z naukowców zaangażowanych w analizę danych pozyskiwanych przez Solar Orbitera.

– Komety często wykorzystuje się do niebezpośredniego wyznaczania parametrów słonecznego pola magnetycznego. Dlatego bezpośrednie pomiary zmian pola magnetycznego na skutek przejścia komety dokonane przez sondę są bardzo cenne dla nauki – dodaje dr Stęślicki.

Uczeni otrzymali cenne dane z wielu instrumentów obserwujących kometę

Przejście sondy przez warkocz komety zostało przewidziane przez Samuela Granta, studenta studiów podyplomowych w Mullard Space Science Laboratory w University College London. Badacz zaadaptował istniejący program komputerowy, który porównywał orbity statków kosmicznych z orbitami komet, aby uwzględnić wpływ wiatru słonecznego i jego zdolność do kształtowania warkocza komety.

Do badań warkocza komety wykorzystano m.in. zestaw instrumentów Solar Wind Analyser (SWA), znajdujący się na pokładzie Solar Orbitera. Ciężki czujnik jonowy SWA zwany HIS analizował atomy i jony, które mogły pochodzić z komety, a nie z wiatru słonecznego.

Nie tylko Solar Orbiter obserwował kometę Leonard. Robiły to także, z większego dystansu, wspólna misja ESA i NASA zwana SOHO oraz sondy NASA STEREO-A i Parker Solar Probe. Oznacza to, że astronomowie mają teraz nie tylko dane z wnętrza ogona, ale także uzyskali kontekstowe obrazy „z zewnątrz”.

Przejścia sond przez warkocze komet są stosunkowo rzadkimi zdarzeniami. Spośród tych, które zostały wykryte, większość została zauważona dopiero po zdarzeniu. Misja ESA i NASA o nazwie Ulysses napotkała trzy warkocze jonowe komet, w tym C/1996 B2 Hyakutake w maju 1996 roku i C/2006 P1 McNaught na początku 2007 roku.

W misji Solar Orbiter biorą udział polscy inżynierowie i naukowcy

Solar Orbiter to sonda badawcza Europejskiej Agencji Kosmicznej, stworzona we współpracy z NASA. Jej głównym zadaniem jest zbadanie biegunów słonecznych. Solar Orbiter ma ściśle współpracować z sondą NASA Parker Solar Probe, dając naukowcom bogate i różnorodne dane dotyczące procesów zachodzących na Słońcu.

Centrum Badań Kosmicznych PAN zaangażowane jest w prace inżynieryjne i badawcze związane ze spektrometrem rentgenowskim STIX (X-ray Spectrometer/Telescope). STIX zalicza się do grupy sześciu instrumentów teledetekcyjnych (teleskopów) misji Solar Orbiter i będzie odpowiadał za obserwacje promieniowania rentgenowskiego.

STIX określi czas i źródła emisji tego promieniowania, jego intensywność i charakterystykę widmową. Dane uzyskane za pomocą tego urządzenia pomogą wyjaśnić także mechanizm przyspieszania elektronów na Słońcu oraz to, w jaki sposób są one transportowane w przestrzeń międzyplanetarną.

W CBK PAN zadania inżynieryjne związane z instrumentem STIX powierzone zostały przede wszystkim Laboratorium Satelitarnych Aplikacji Układów FPGA w Warszawie. W mniejszym stopniu udział w przedsięwzięciu bierze też Zakład Fizyki Słońca z Wrocławia. Jako jedyny polski instytut jest on także zaangażowany w część naukową projektu STIX. Dane z instrumentu analizowane będą właśnie przez badaczy z Zakładu Fizyki Słońca CBK PAN.