في السنوات القادمة ، سيتم إرسال عدد من الفضاء إلى الفضاء بغرض الإجابة عن بعض الأسئلة الدائمة حول الكون. واحدة من أكثر إلحاحا هو تأثير النشاط الشمسي وأحداث "طقس الفضاء" على كوكب الأرض. من خلال القدرة على التنبؤ بها بشكل أفضل ، سيتمكن العلماء من إنشاء أنظمة أفضل للإنذار المبكر يمكنها منع تلف البنية التحتية الكهربائية للأرض.
هذا هو هدف Solar Orbiter (SolO) ، وهي بعثة تقودها وكالة الفضاء الأوروبية بمشاركة قوية من وكالة ناسا التي انطلقت هذا الصباح (الاثنين 10 فبراير) من كيب كانافيرال ، فلوريدا. هذه هي أول مهمة "من الطبقة المتوسطة" يتم تنفيذها كجزء من برنامج ESM's Cosmic Vision 2015-25 وستقضي السنوات الخمس المقبلة في التحقيق في مناطق الشمس القطبية المجهولة لمعرفة المزيد حول كيفية عمل الشمس.
هنا على الأرض ، يمكن لأحداث مثل التوهجات الشمسية أن تؤدي إلى دمار خطير بالبنية التحتية الكهربائية ، والتي تشمل ضرب شبكات الكهرباء وتعطيل الحركة الجوية والاتصالات وتعريض رواد الفضاء للخطر ومحطة الفضاء الدولية (ISS). في الوقت الحاضر ، الحكومات ووكالات الفضاء قادرة على توقع مثل هذه الأحداث قبل 48 دقيقة فقط أو نحو ذلك.
ومن هنا الحاجة إلى المهمات الشمسية ، حتى يتمكن العلماء من التنبؤ بأحداث الطقس الشمسي في وقت أبكر بكثير. عندما تصل SolO حول الشمس ، ستكون مهمتها إجراء عمليات رصد دقيقة للمناطق القطبية للشمس والغلاف الشمسي الداخلي والجسيمات النشطة التي تنفجر وتحملها الرياح الشمسية في جميع أنحاء النظام الشمسي. كما أوضح غونتر هسينجر ، مدير العلوم في وكالة الفضاء الأوروبية ، في بيان صحفي صدر حديثًا لوكالة الفضاء الأوروبية:
“كبشر ، كنا دائمًا على دراية بأهمية الشمس في الحياة على الأرض ، ومراقبتها والتحقيق في كيفية عملها بالتفصيل ، ولكننا أيضًا عرفنا منذ فترة طويلة أن لديها القدرة على تعطيل الحياة اليومية إذا كنا في خط النار عاصفة شمسية قوية. بنهاية مهمتنا Solar Orbiter ، سنعرف المزيد عن القوة الخفية المسؤولة عن تغيير سلوك الشمس وتأثيرها على كوكبنا المنزلي أكثر من أي وقت مضى.”
خلال العامين المقبلين ، ستقوم SolO بأداء تحليق الجاذبية بمساعدة الأرض والزهرة التي ستضعها في مدار بيضاوي عالي حول الشمس. سوف يطير الطيران الأخير المدار خارج الطائرة الكسوف للنظام الشمسي (وهو المكان الذي تدور فيه الكواكب) ويرفع ميل المركبة الفضائية لتقديم وجهات نظر جديدة للمناطق القطبية غير المخططة للشمس.
خلال مهمتها التي تستغرق خمس سنوات ، سوف يدور SolO حول الشمس بميل 17 درجة فوق وتحت خط الاستواء الشمسي ، ثم يتكيف مع ميل 33 درجة خلال مهمته الممتدة. ستسمح هذه المدارات للمركبة الفضائية بإلقاء نظرة على ما يحدث حول المناطق القطبية الشمالية والجنوبية والتقاط صور للسطح باستخدام مجموعة من 10 أجهزة استشعار في الموقع وأجهزة الاستشعار عن بُعد.
يشمل هذا التصوير بالهيليوسفير (SoloHi) ، والتصوير الطيفي للبيئة التاجية (SPICE) ، والتصوير متعدد الأقطاب والهيليوسيزم (PHI) ، والذي سيصور سطح الشمس والهالة. وفي الوقت نفسه ، ستقوم أجهزة مثل كاشف الجسيمات النشطة (EPD) ، ومحلل بلازما الرياح الشمسية (SWA) ، ومطياف / تلسكوب الأشعة السينية (STIX) ، والتصوير بالأشعة فوق البنفسجية المتطرفة (EUI) بقياس الرياح الشمسية والمجال المغناطيسي للشمس.
كما قال دانيال مولر ، عالم مشروع Solar Orbiter التابع لوكالة الفضاء الأوروبية ، عن حزمة أدوات SolO:
“إن الجمع بين أجهزة الاستشعار عن بعد ، التي تنظر إلى الشمس ، والقياسات الموضعية ، التي تشعر بقدرتها ، ستسمح لنا بربط النقاط بين ما نراه في الشمس وما نختبره أثناء امتصاص الرياح الشمسية. سيوفر هذا رؤية غير مسبوقة لكيفية عمل نجمنا الأم من حيث دورة نشاطه الشمسي لمدة 11 عامًا ، وكيف تخلق الشمس وتتحكم في الفقاعة المغناطيسية - الغلاف الشمسي - حيث يوجد كوكبنا.”
هذه المهمة هي نتيجة عشرين عامًا من التخطيط ، وست سنوات من البناء والتطوير ، وسنة اختبار ، وكلها كانت ضرورية للتحقق من صحة تقنية درجة الحرارة العالية. كما كانت مهمة SolO نتيجة للتعاون بين الوكالات بين وكالة الفضاء الأوروبية وناسا ، وكذلك بين وكالة الفضاء الأوروبية وشركاء الصناعة مثل Airbus Defense and Space Ltd.
خلال مهمتها ، ستقوم SolO بدراسة الشمس من مسافة حوالي 42 مليون كيلومتر (26 مليون ميل) من السطح - والتي ستضعها في مدار عطارد. عند هذه المسافة ، سيشهد المدار درجات حرارة تصل إلى 500 درجة مئوية (932 درجة فهرنهايت) - حوالي ثلاثة عشر مرة ما تختبره الأقمار الصناعية في المدار حول الأرض. هذا يمثل تحديات كبيرة ، كما أوضح سيلفان لوديوت - مدير عمليات المركبات الفضائية سولار أوربتير التابع لوكالة الفضاء الأوروبية - أنه:
“يعد تشغيل مركبة فضائية بالقرب من الشمس تحديًا كبيرًا… سيتعين على فريقنا التأكد من التوجيه المستمر والدقيق لغطاء حراري لتجنب الضرر المحتمل من أشعة الشمس والتدفق الحراري. في الوقت نفسه ، سيتعين علينا ضمان استجابة سريعة ومرنة لطلبات العلماء لتكييف عمليات أجهزتهم وفقًا لأحدث ملاحظات سطح الشمس.”
ستنضم Solar Orbiter إلى مسبار باركر للطاقة الشمسية (PSP) التابع لوكالة ناسا ، والذي تم إطلاقه في أغسطس من عام 2018 ، وكان يدرس أيضًا الشمس على مقربة. في حين أن أهدافهما متكاملة ، إلا أن البعثتين تختلفان في بعض الجوانب الرئيسية. ببساطة ، سوف يدرس مسبار باركر الشمسي الشمس من مسافة أقرب ("لمس" الشمس بشكل فعال) لدراسة كيفية نشأة الرياح الشمسية.
من خلال التحليق على مسافة أكبر ، ستكون مهمة SolO قادرة على إجراء الملاحظات المباشرة للشمس وتحقيق منظور شامل. كما ذكرنا من قبل ، سيشمل هذا مناظر لمناطق الشمس القطبية لأول مرة في التاريخ. ستوفر هذه المعلومات أيضًا سياقًا للقياسات التي أجراها PSP ، مما ينتج مجموعات بيانات تكميلية تضيف ما يزيد عن ما يمكن أن توفره البعثتان بمفردهما.
قالت هولي جيلبرت ، عالمة مشروع البعثة: "إن Solar Orbiter هي أحدث إضافة إلى مرصد نظام الفيزياء الشمسية التابع لناسا ، حيث انضمت إلى مسبار باركر الشمسي في مغامرة استثنائية لفتح أكبر أسرار الشمس وجوها الممتد". "الجمع القوي بين هاتين البعثتين والتقدم التكنولوجي المذهل سيعزز فهمنا إلى آفاق جديدة."
ستبنى هذه المهمة على إرث البعثات مثل يوليسيس المركبة الفضائية و مرصد الطاقة الشمسية والفيزياء الشمسية (SOHO) ، وكلاهما بعثات مشتركة لوكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية. ستوفر لنا هذه المهام وغيرها ، وهي مزيج من المركبات الفضائية والتلسكوبات الأرضية ، المظهر الأكثر تقدمًا في شمسنا حتى الآن وفتح الألغاز حول تأثيرها على الأرض.
