Астронавт Дэвид Скотт смотрит на Землю во время миссии «Аполлон-9» в марте 1969 года.

Европейское космическое агентство (ESA) в понедельник вечером запустило ракету Vega-C с космодрома Куру во Французской Гвиане. На борту находился аппарат, который должен кардинально расширить наше понимание космической погоды. Миссия, разработанная совместно ESA и Китайской академией наук, готовилась более десяти лет.

Аппарат Solar wind Magnetosphere Link Explorer, сокращённо SMILE, представляет собой спутник дистанционного зондирования, созданный для получения первых глобальных снимков магнитного пузыря, окружающего Землю.

Эта область, называемая магнитосферой, служит щитом от солнечной и космической радиации. Когда Солнце выбрасывает мощные потоки заряженных частиц – будь то солнечные вспышки или корональные выбросы массы – они взаимодействуют с магнитосферой и вызывают геомагнитные бури.

Такие бури способны нарушать работу электросетей, спутниковой связи и других критически важных систем, от которых зависит современная цивилизация. Беспрецедентный обзор магнитосферы, который обеспечит SMILE, должен помочь учёным лучше понять природу этих бурь и научиться прогнозировать их последствия.

Генеральный директор ESA Йозеф Ашбахер заявил:

Мы вот-вот увидим то, чего никогда не видели раньше – невидимую броню Земли в действии. С помощью SMILE мы раздвигаем границы науки, стремясь ответить на важнейшие вопросы, остававшиеся загадкой с тех пор, как более семидесяти лет назад мы обнаружили, что Земля находится внутри гигантского магнитного пузыря.

SMILE отделился от четвёртой ступени Vega-C примерно через 57 минут после старта, после чего успешно развернул солнечные батареи.

Ракета вывела аппарат на орбиту высотой около 706 километров над Землёй, однако в течение следующего месяца спутник израсходует порядка 1 350 килограммов топлива, чтобы подняться на высокоэллиптическую научную орбиту.

В наивысшей точке орбиты аппарат будет находиться более чем в 121 200 километрах над Северным полюсом, достигая этой отметки раз в двое суток. Это примерно треть среднего расстояния между Землёй и Луной.

С такой позиции SMILE сможет вести круглосуточные глобальные наблюдения за магнитосферой, фотографировать полярные сияния и одновременно проводить прямые измерения солнечного ветра и магнитных полей.

Рентгеновская камера спутника создаст первые в мире рентгеновские изображения магнитосферы, показывая, как заряженные частицы солнечного ветра возмущают магнитный щит Земли. Ультрафиолетовая камера SMILE при этом будет непрерывно наблюдать за полярными сияниями на протяжении 45 часов подряд.

Научный директор ESA Кэрол Манделл на предпусковой пресс-конференции, сказала:

Впервые в истории мы сможем понять причинно-следственные связи. Это критически важно с научной точки зрения, но ещё важнее то, что современная жизнь очень сильно зависит от нашей космической инфраструктуры.

Изначально запуск SMILE планировался на 2021 год, однако миссию неоднократно откладывали из-за технических проблем и последствий пандемии COVID-19. Теперь, когда спутник наконец вышел на орбиту, полноценный сбор данных должен начаться в июле. В ближайшие недели команда миссии развернёт штанги приборов, откроет крышки камер и убедится, что все инструменты SMILE работают штатно.

По мере того как общество становится всё более зависимым от технологий, уязвимых перед космической погодой, понимание геомагнитных бурь приобретает особую значимость.

В случае успеха SMILE поможет учёным точнее предсказывать подобные события и готовиться к их последствиям заблаговременно.

Источник

16 ноября 2022 года со стартовой площадки 39B Космического центра им. Кеннеди во Флориде стартовала миссия «Артемида-1». Сверхтяжелая ракета SLS первым испытательным пуском отправила в полет новый космический корабль «Орион», предназначенный для доставки людей в окололунное пространство. Корабль, выполнявший первый полет в беспилотном режиме, успешно достиг Луны, вышел на ее орбиту и вернулся на Землю, совершив посадку в воды Тихого океана 11 декабря.

Осенью следующего года НАСА планирует запустить экспедицию «Артемида-2», которая повторит космический полет 2022 года, однако на этот раз на борту «Ориона» будут находиться четверо астронавтов. Эта миссия должна была состояться в нынешнем году, но ее отложили из-за проблем с теплозащитным экраном корабля, который при торможении в атмосфере Земли получил значительные повреждения.

18 сентября 2024 года в журнале Nature была опубликована статья группы ученых, которые проанализировали данные с датчиков радиации, работавших на космическом корабле «Орион» в миссии «Артемида-1». Также в исследование включили информацию с датчиков на скафандрах, которые были надеты на двух манекенах внутри корабля. Ученые хотели установить, какую угрозу здоровью астронавтов несет облучение при прохождении корабля через радиационные пояса Земли, а также вред, наносимый солнечной и галактической радиацией в ходе всего полета к Луне.

Датчики были установлены в различных местах на внешнем корпусе «Ориона», внутри корабля, а также снаружи и внутри скафандров с манекенами. Кроме того, на один из скафандров был надет специальный защитный кожух.

Результаты работы показали, что «Орион» достаточно эффективно защищает свой экипаж от радиации. Так, во внутреннем радиационном поясе, состоящем преимущественно из протонов, накопленное облучение наиболее открытых и наиболее защищенных датчиков различалась в четыре раза. Солнечные вспышки по составу похожи на излучение в этом поясе, а потому собранные данные были использованы для моделирования того, как корабль сможет защитить астронавтов от солнечных протонных ливней. Результат работы показал, что под защитным кожухом в «Орионе» люди не пострадают при внешнем облучении корабля дозой до 150 мЗв. Для сравнения, космонавт на МКС в сутки получает облучение от 0,6 до 1 мЗв, а за полугодовую экспедицию накопленная доза составляет от 110 мЗв до 1 Зв.

Внутренний протонный пояс внес до 23% в общую кумулятивную дозу облучения. Экранирование корабля не оказало существенного влияния на облучение, полученное от галактических космических лучей, однако критической угрозы оно не несет.

Ученые также определили способ минимизации воздействия радиации на экипаж. Поворот космического корабля в определенное положение при прохождении через пояс Ван Аллена может снизить облучение примерно на 50% за счет дополнительного экранирования от верхней ступени ракеты SLS, которая на этом этапе полета остается пристыкованной к кораблю.