Evropská kosmická agentura včera odhalila první snímky sluneční koróny z mise Proba-3. Tu tvoří dvojice družic, které jsou schopné letět v tak přesné formaci, že fungují jako jediná družice. Právě díky souboru palubních systémů pro udržování velmi přesné orientace mohla mise uspět při vytváření vůbec prvního umělého zatmění Slunce na oběžné dráze. Výsledné snímky koróny demonstrují potenciál technologií pro let ve formaci a zároveň přinášejí nedocenitelná vědecká data, která zlepší naše chápání Slunce a jeho záhadné atmosféry.

Už letos v březnu dosáhla mise Proba-3 něčeho, co se zatím nepodařilo žádné jiné misi. Její dvě družice – koronograf a stínítko letěly 150 metrů od sebe v perfektní formaci po dobu několika hodin bez jakéhokoliv zásahu z pozemního střediska. Během vzájemného zarovnání si dvojice udržovala vzájemnou orientaci s přesností na milimetr, což je mimořádný úspěch, který je možný díky inovativním navigačním a pozičním technologiím.

Na důkaz dosažené úrovně přesnosti obě sondy využívají dobu letu ve formaci k vytvoření umělého úplného zatmění Slunce na oběžné dráze – srovnají se vůči Slunci tak, aby 1,4 m velký disk nesený družicí-stínítkem zakryl jasný sluneční kotouč pro družici-koronograf a vrhl na její optický přístroj ASPIICS stín o průměru 8 cm. Tento přístroj, celým jménem Association of Spacecraft for Polarimetric and Imaging Investigation of the Corona of the Sun, byl vyvinut pro Evropskou kosmickou agenturu průmyslovým konsorciem, které vedlo belgické středisko Centre Spatial de Liège. Když je jeho pěticentimetrová apertura zakrytá stínem, zachytí přístroj snímky sluneční koróny, které nejsou rušeny jasným svitem Slunce.

Pozorování koróny je nezbytné pro odhalení slunečního větru, neustálého proudu hmoty ze Slunce do meziplanetárního prostoru. Je to také nezbytné k pochopení toho, jak fungují výrony koronální hmoty (CME), exploze částic, které Slunce skoro denně vyvaruje do svého okolí, především pak v obdobích své zvýšené aktivity. Takové jevy mohou vytvořit působivé polární záře na noční obloze, ale také představují vážnou hrozbu pro moderní technologie. Mohou totiž výrazně narušit komunikační prostředky, rozvody elektřiny, či navigační systémy, jako tomu bylo v květnu 2024.

Koronální snímky z prvního kola pozorování přístrojem ASPIICS představují ochutnávku cenných dat, která můžeme očekávat od této mise, která bude vytvářet umělá zatmění Slunce. „Mnohé z technologií, které umožnily misi Proba-3 provádět přesný let ve formaci, byly vyvinuty v rámci programu ESA pro všeobecné podpůrné technologie, stejně jako samotná mise. Je vzrušující vidět tyto úžasné snímky, které potvrzují platnost našich technologií v nyní první misi přesného letu ve formaci na světě,“ uvedl Dietmar Pilz,  ředitel oddělení agentury ESA pro technologie, strojírenství a kvalitu.

Ohnivá koróna Slunce dosahuje teploty přes milion stupňů Celsia, což je mnohem vyšší teplota než na povrchu pod ní. Tento neintuitivní teplotní rozdíl je již dlouho předmětem zájmu vědecké komunity. Přístroj ASPIICS cílí na tuto záhadu tím, že umožní studium koróny velmi blízko k povrchu Slunce. Může také vidět více detailů, detekovat slabší útvary než tradiční koronografy díky dramatické redukci množství rozptýleného světla, které dosáhne detektoru. Joe Zender, vědec z mise Proba-3 popisuje: „Vidět první data z přístroje ASPIICS je neuvěřitelně vzrušující. Spolu s měřeními provedenými dalším přístrojem na palubě, DARA, přispěje ASPIICS k objasnění dlouholetých otázek týkajících se naší domovské hvězdy.“

Zmíněný radiometr DARA (Digital Absolute Radiometer) přesně měří, kolik energie v danou chvíli naše Slunce uvolňuje. Třetí vědecký přístroj na palubě mise Proba-3 je je elektronový spektrometr 3DEES (3D Energetic Electron Spectrometer), který detekuje elektrony v zemských radiačních pásech, měří jejich směr, původ a energetickou úroveň. „Byl jsem naprosto nadšený, když jsem viděl snímky, zejména proto, že jsme je získali na první pokus,“ uvedl Andrej Žukov, hlavní řešitel přístroje ASPIICS z Královské belgické hvězdárny a dodává: „Nyní pracujeme na prodloužení pozorovacího času na šest hodin během každého oběhu.“

Snímky byly zpracovány střediskem pro vědecký provoz ASPIICS, které sídli na Královské belgické hvězdárně. Tady tým vědců a inženýrů vytváří provozní pokyny pro koronograf na základě požadavků vědecké komunity a následně sdílejí výsledná pozorování. Andrej Žukov vysvětluje: „Každý celý snímek – pokrývající oblast od zákrytového Slunce až po okraj zorného pole – je ve skutečnosti sestaven ze tří snímků. Rozdíl mezi nimi je pouze v době expozice, která určuje, jak dlouho je apertura koronografu vystavena světlu. Spojením těchto tří snímků získáme úplný pohled na korónu. Naše snímky „umělého zatmění“ jsou srovnatelné se snímky pořízenými během přirozeného zatmění. Rozdíl spočívá v tom, že naše zatmění můžeme vytvořit jednou za 19,6 hodiny oběhu, zatímco k úplnému zatmění Slunce dochází přirozeně jen asi jednou, velmi zřídka dvakrát do roka. Navíc přirozená úplná zatmění trvají jen několik minut, zatímco Proba-3 může své umělé zatmění udržet až 6 hodin.“

Manažer mise Proba-3, Damien Galano, poznamenává: „Dvě sondy tvořící ve vesmíru jeden obří koronograf nám umožnily zachytit vnitřní korónu s velmi nízkou úrovní rozptýleného světla v našich pozorováních, přesně jak jsme očekávali. Ačkoliv jsme stále ve fázi uvádění do provozu, už jsme dosáhli precizního letu ve formaci s nesrovnatelnou přesností. To nám umožnilo zachytit první snímky této mise, které budou pro vědeckou komunitu bezpochyby vysoce hodnotné. Dosavadní let ve formaci byl prováděn autonomně, ale pod dohledem pozemního řídicího týmu, který byl připraven zasáhnout a korigovat případné odchylky. Naším jediným zbývajícím úkolem je dosáhnout plné autonomie, kdy naše důvěra v systém bude taková, že jej nebudeme ani rutinně sledovat ze Země.“

Dechberoucí snímky z mise Proba-3 také vyvolaly malou revoluci ve způsobu, jakým počítačové modely simulují sluneční korónu a vytvářejí „digitální zatmění“. V minulých letech několik institucí po celé Evropě vyvíjelo modely simulující tato pozorování, které dávají vědcům možnost podívat se na Slunce, ale chybí zdrojový materiál potřebný k vytvoření těchto simulací. „Aktuální koronografy se s Proba-3 nedají srovnat. Proba-3 pozoruje sluneční korónu téměř až k okraji slunečního povrchu. Až doposud bylo něco takového možné pouze během přirozených zatmění Slunce,“ popisuje Jorge Amaya, koordinátor kosmického počasí v ESA a dodává: „Tento obrovský tok dat z pozorování pomůže dále zpřesnit počítačové modely, protože budeme porovnávat a upravovat proměnné tak, aby odpovídaly skutečným snímkům. Společně s týmem z KU Leuven, který stojí za jedním takovým modelem, se nám podařilo vytvořit simulaci prvních pozorování Proba-3.“

Software COCONUT od KU Leuven je jedním z několika modelů sluneční koróny, který je integrován do Střediska pro virtuální modelování kosmického počasí VSMWWC (Virtual Space Weather Modelling Centre) agentury ESA. Lze jej kombinovat s rozsáhlou řadou počítačových modelů popisujících další fyzikální procesy spojující Slunce se Zemí. Všechny dohromady pomáhají poskytnout ucelený obraz slunečních jevů, které ovlivňují naši planetu, a pomáhají občanům i průmyslu se na ně připravit.

Přeloženo z:
https://www.esa.int/

Zdroje obrázků:
https://www.esa.int/…/26474797-1-eng-GB/Proba-3_Occulter_eclipsing_Sun_for_Coronagraph_spacecraft.jpg
https://www.esa.int/…/26745130-1-eng-GB/Solar_corona_viewed_by_Proba-3_s_ASPIICS.png
https://www.esa.int/…/26745177-1-eng-GB/Solar_corona_viewed_by_Proba-3_s_ASPIICS.png
https://www.esa.int/…/26745531-1-eng-GB/The_Sun_and_its_corona_viewed_by_Proba-2_Proba-3_and_SOHO.png
https://www.esa.int/…/26745578-1-eng-GB/Digital_eclipse_by_KU_Leuven_s_simulation_software.png
https://www.esa.int/…/26745484-1-eng-GB/Solar_corona_viewed_by_Proba-3_s_ASPIICS.png