Непридуманные космические истории - Нэнси Аткинсон

Эти инструменты таковы.

Гелиосейсмический и магнитный формирователь изображений^[61] строит карту магнитного поля Солнца и может заглянуть под его непрозрачную поверхность, используя аналог ультразвуковой эхолокации, которая применяется геофизиками на Земле. Инструмент расшифровывает физическую картину происходящих на Солнце процессов, показывая нам, из каких источников рождается магнитное поле и как оно выглядит на поверхности.

Когда ракета с Solar Dynamics Observatory на борту (яркая полоса в правом нижнем углу фотографии) покинула пусковой комплекс на мысе Канаверал 11 февраля 2010 года, эксперты в области оптики, наблюдавшие за стартом, открыли новую разновидность ледяного гало. Источник: NASA / Центр космических полетов имени Годдарда / Энн Кослоски

Комплекс солнечно-атмосферной съемки^[62] представляет собой группу из четырех телескопов, специально созданных для фотографирования поверхности и атмосферы Солнца. Спектральный охват инструмента распространяется на десять различных длин волн или цветов, выбранных так, чтобы наилучшим образом раскрывать ключевые аспекты солнечной активности. Снимки, которые выполняет AIA, показывают детали, ранее не виданные учеными.

Эксперимент по исследованию вариаций в крайнем ультрафиолете^[63] измеряет флюктуации в излучательной способности Солнца. Ультрафиолетовое излучение оказывает прямое и мощное воздействие на верхние слои атмосферы Земли, нагревая ее, заставляя расширяться и разбивая в ней на части атомы и молекулы. Оборудование EVE поможет исследователям понять, насколько быстро изменяется светимость Солнца на этих длинах электромагнитных волн.

Научный руководитель проекта Дин Песнелл, рассказывающий о процессе запуска аппарата. Источник: Нэнси Аткинсон

Запуск SDO в тот февральский день был успешным – и великолепным! Ко всему прочему, оказалось, что, начав свой полет, аппарат SDO помог сделать новое открытие в атмосфере Земли. Удивленные зрители вблизи стартовой площадки увидели, как ракета Atlas пролетела сквозь ложное солнце, или паргелий – яркое пятно в небе, возникающее из-за рефракции солнечного света на кристаллах льда, которые попадаются в высоких перистых облаках. Ударные волны, созданные работой ракетного двигателя, разбежались по облакам и нарушили согласованную ориентацию ледяных кристалликов. Из-за этого ложное солнце исчезло и появились круговые волны вокруг летящей ракеты. Кроме того, яркая колонна белого света возникла рядом с ракетой Altas и потянулась вслед за ней в небо. Это зрелище никого не оставило равнодушным: зрители охали и ахали от восхищения.

– Мы увидели, как появилось это ложное солнце, и ракета с SDO на борту пролетела прямо сквозь него. Потом оно пропало, – рассказывал Песнелл после запуска. – Наверное, это первый раз, когда мы послали научный космический аппарат в ложное солнце, и специалисты уже изучают это явление, так что Solar Dynamic Observatory уже помогла нам узнать кое-что о нашей собственной атмосфере.

После того как эксперты изучили видеозапись полета, они пришли к выводу, что ударные волны от ракеты каким-то образом иначе расположили ледяные кристаллы, создав гало. Им не приходилось видеть такое явление раньше, и это событие помогло узнать о новом способе формирования паргелия.

Давайте займемся наукой!

Шесть лет спустя – день в день – я посетила Дина Песнелла в Центре управления полетом SDO в Центре космических полетов имени Годдарда около Балтимора в штате Мэриленд. В комнате было тихо, и слышался только негромкий гул компьютеров и вентиляторов охлаждения. Лишь один инженер трудился, проверяя данные на ряде мониторов.

Вид Центра управления полетом Solar Dynamics Observatory в Центре космических полетов имени Годдарда в городе Гринбелт, штат Мэриленд, США. За работой группы управления наблюдает резиновая курица по имени Камилла. Источник: Нэнси Аткинсон

– Вот так мы и работаем уже шесть лет, – говорит Песнелл, – и наш космический аппарат так надежен и стабилен, что нам не нужно присутствия многочисленной команды специалистов каждый день.

На экранах видно расположение SDO в пространстве и схема поля зрения его камер: в центре квадратного прицела застыло Солнце. На другом большом экране Песнелл к моему визиту приготовил «слайд-шоу» из самых выразительных и величественных снимков, сделанных SDO. Правда, потом он признался, что на самом деле готовил эту презентацию для празднования шестой годовщины работы спутника на орбите, которое должно было состояться позже в тот же день.

С момента запуска SDO присылает данные и фотоснимки. Как сказал один сотрудник научной команды SDO, «количество данных, с которым нам приходится работать, вопиюще огромно».

Все эти данные, а они составляют примерно 98 % всей касающейся Солнца информации, собранной при помощи космических наблюдений, хранятся в Объединенном центре научных операций (Joint Space Operations Center, JSOC) в Стэнфордском университете в штате Калифорния.

Один из первых снимков, сделанных SDO 30 марта 2010 года. Сразу после включения сенсоров комплекса солнечно-атмосферной съемки AIA в их поле зрения оказался этот протуберанец, в ультрафиолетовой части спектра. Источник: NASA / группа солнечно-атмосферной съемки (AIA) / Центр космических полетов имени Годдарда

– В JSOC мы держим в 24 раза больше данных, чем все остальные вместе взятые, – говорит Песнелл.

– Данные с SDO по-настоящему раскрыли нам глаза, – говорит гелиофизик К. Алекс Янг, который тоже работает в Центре Годдарда. – Получив возможность наблюдать полный диск Солнца одновременно на различных длинах волн, мы приобрели совершенно новый взгляд на него. SDO просто нет смысла сравнивать ни с какой другой космической солнечной обсерваторией, созданной до нее, потому что раньше у нас не было ничего подобного.

Данные поступают от SDO мощным потоком, как вода из пожарного шланга, говорит Янг.

На снимке, сделанном в апреле 2016 года, видны арки линий магнитного поля, возвышающиеся над лимбом (краем диска) Солнца – они сопряжены с парой активных регионов. Спустя какое-то время, за счет вращения Солнца, они выйдут из-за горизонта и «повернутся» к наблюдателю. Заряженные частицы, двигающиеся по спирали вдоль линий поля, делают эти структуры видимыми в спектральном диапазоне жесткого ультрафиолета. Активные регионы – это районы активного столкновения противоборствующих магнитных сил, заключенных под солнечной поверхностью. Источник: проект Solar Dynamics Observatory, NASA