Η κατανόησή μας για τα μακρινά αστέρια έχει αυξηθεί δραματικά τις τελευταίες δεκαετίες. Χάρη στα βελτιωμένα όργανα, οι επιστήμονες μπορούν να δουν πιο μακριά και πιο καθαρά, μαθαίνοντας έτσι περισσότερα για τα συστήματα αστεριών και τους πλανήτες που τα περιστρέφονται (γνωστός και ως πλανήτες εκτός ηλιακού). Δυστυχώς, θα χρειαστεί λίγη ώρα προτού αναπτύξουμε την απαραίτητη τεχνολογία για να εξερευνήσουμε αυτά τα αστέρια από κοντά.
Εν τω μεταξύ, η NASA και η ESA αναπτύσσουν αποστολές που θα μας επιτρέψουν να εξερευνήσουμε τον δικό μας Ήλιο όπως ποτέ άλλοτε. Αυτές οι αποστολές, η Parker Solar Probe της NASA και η Solar Orbiter της Ευρωπαϊκής Υπηρεσίας Διαστήματος (ESA), θα εξερευνήσουν πιο κοντά στον Ήλιο από οποιαδήποτε προηγούμενη αποστολή. Με τον τρόπο αυτό, ελπίζεται ότι θα επιλύσουν δεκαετίες παλαιότερες ερωτήσεις σχετικά με την εσωτερική λειτουργία του Ήλιου.
Αυτές οι αποστολές - που θα ξεκινήσουν το 2018 και το 2020, αντίστοιχα - θα έχουν επίσης σημαντικές επιπτώσεις στη ζωή εδώ στη Γη. Όχι μόνο το φως του ήλιου είναι απαραίτητο για τη ζωή, όπως το γνωρίζουμε, οι ηλιακές εκλάμψεις μπορούν να αποτελέσουν σημαντικό κίνδυνο για την τεχνολογία στην οποία εξαρτάται όλο και περισσότερο η ανθρωπότητα. Αυτό περιλαμβάνει ραδιοεπικοινωνίες, δορυφόρους, ηλεκτρικά δίκτυα και ανθρώπινη διαστημική πτήση.
Και τις επόμενες δεκαετίες, το Low-Earth Orbit (LEO) αναμένεται να γίνει ολοένα και πιο γεμάτο καθώς οι εμπορικοί διαστημικοί σταθμοί και ακόμη και ο διαστημικός τουρισμός γίνονται πραγματικότητα Βελτιώνοντας την κατανόησή μας για τις διεργασίες που οδηγούν τις ηλιακές εκλάμψεις, θα είμαστε επομένως σε θέση να προβλέψουμε καλύτερα πότε θα συμβούν και πώς θα επηρεάσουν τη Γη, τα διαστημόπλοια και τις υποδομές στο LEO.
Όπως εξήγησε ο Chris St. Cyr, ο επιστήμονας του έργου Solar Orbiter στο Goddard Space Flight Center της NASA, σε πρόσφατο δελτίο τύπου της NASA:
«Στόχος μας είναι να κατανοήσουμε πώς λειτουργεί ο Ήλιος και πώς επηρεάζει το διαστημικό περιβάλλον έως το σημείο της προβλεψιμότητας. Αυτή είναι πραγματικά μια επιστήμη που βασίζεται στην περιέργεια. "
Και οι δύο αποστολές θα επικεντρωθούν στη δυναμική εξωτερική ατμόσφαιρα του Ήλιου, αλλιώς γνωστή ως κορώνα. Προς το παρόν, μεγάλο μέρος της συμπεριφοράς αυτού του στρώματος του Ήλιου είναι απρόβλεπτο και δεν είναι καλά κατανοητό. Για παράδειγμα, υπάρχει το λεγόμενο «πρόβλημα θέρμανσης στεφανιαίας», όπου η κορώνα του Ήλιου είναι πολύ πιο ζεστή από την ηλιακή επιφάνεια. Στη συνέχεια, υπάρχει το ερώτημα του τι οδηγεί τη συνεχή έκχυση ηλιακού υλικού (γνωστός και ως ηλιακός άνεμος) σε τόσο υψηλές ταχύτητες.
Όπως εξήγησε ο Eric Christian, ερευνητής στην αποστολή Parker Solar Probe στη NASA Goddard:
«Η Parker Solar Probe και η Solar Orbiter χρησιμοποιούν διαφορετικά είδη τεχνολογίας, αλλά - ως αποστολές - θα είναι συμπληρωματικά. Θα τραβήξουν ταυτόχρονα φωτογραφίες της κορώνας του Ήλιου και θα δουν μερικές από τις ίδιες δομές - τι συμβαίνει στους πόλους του Ήλιου και πώς μοιάζουν αυτές οι ίδιες δομές στον ισημερινό. "
Για την αποστολή του, το Parker Solar Probe θα πλησιάσει τον Ήλιο από οποιοδήποτε διαστημικό σκάφος στην ιστορία - μόλις 6 εκατομμύρια χιλιόμετρα (3,8 εκατομμύρια μίλια) από την επιφάνεια. Αυτό θα αντικαταστήσει το προηγούμενο ρεκόρ των 43,432 εκατομμυρίων χιλιομέτρων (~ 27 εκατομμύρια μίλια), το οποίο δημιουργήθηκε από τον ανιχνευτή Helios B το 1976. Από αυτή τη θέση, το Parker Solar Probe θα χρησιμοποιήσει τις τέσσερις σουίτες επιστημονικών οργάνων για να απεικονίσει τον ηλιακό άνεμο και μελετήστε τα μαγνητικά πεδία του ήλιου, το πλάσμα και τα ενεργητικά σωματίδια.
Με αυτόν τον τρόπο, ο ανιχνευτής θα βοηθήσει στην αποσαφήνιση της πραγματικής ανατομίας της εξωτερικής ατμόσφαιρας του Ήλιου, η οποία θα μας βοηθήσει να καταλάβουμε γιατί η κορώνα είναι πιο ζεστή από την επιφάνεια του Ήλιου. Βασικά, ενώ οι θερμοκρασίες στην κορώνα μπορούν να φτάσουν μέχρι και μερικά εκατομμύρια βαθμούς, η ηλιακή επιφάνεια (γνωστή και ως φωτοσφαιρική), βιώνει θερμοκρασίες περίπου 5538 ° C (10.000 ° F).
Εν τω μεταξύ, το Solar Orbiter θα φτάσει σε απόσταση περίπου 42 εκατομμυρίων χιλιομέτρων (26 εκατομμύρια μίλια) από τον Ήλιο και θα αναλάβει μια υψηλή κλίση τροχιάς που μπορεί να παρέχει τις πρώτες άμεσες εικόνες των πόλων του Ήλιου. Αυτή είναι μια άλλη περιοχή του Ήλιου που οι επιστήμονες δεν καταλαβαίνουν ακόμη πολύ καλά, και η μελέτη του θα μπορούσε να παράσχει πολύτιμες ενδείξεις για το τι οδηγεί τη συνεχή δραστηριότητα και εκρήξεις του Ήλιου.
Και οι δύο αποστολές θα μελετήσουν επίσης τον ηλιακό άνεμο, που είναι η πιο διαδεδομένη επιρροή του Ήλιου στο ηλιακό σύστημα. Αυτός ο ατμός μαγνητισμένου αερίου γεμίζει το εσωτερικό ηλιακό σύστημα, αλληλεπιδρώντας με μαγνητικά πεδία, ατμόσφαιρες και ακόμη και τις επιφάνειες των πλανητών. Εδώ στη Γη, είναι αυτό που είναι υπεύθυνο για τα Aurora Borealis και Australis, και μπορεί επίσης να παίζει όλεθρο με δορυφόρους και ηλεκτρικά συστήματα κατά καιρούς.
Προηγούμενες αποστολές έχουν οδηγήσει τους επιστήμονες να πιστεύουν ότι η κορώνα συμβάλλει στη διαδικασία που επιταχύνει τον ηλιακό άνεμο σε τόσο υψηλές ταχύτητες. Καθώς αυτά τα φορτισμένα σωματίδια αφήνουν τον Ήλιο και περνούν από την κορώνα, η ταχύτητά τους τριπλασιάζεται αποτελεσματικά. Μέχρι τη στιγμή που ο ηλιακός άνεμος φτάσει στο διαστημικό σκάφος που είναι υπεύθυνο για τη μέτρησή του - 148 εκατομμύρια χιλιόμετρα (92 εκατομμύρια μίλια) από τον Ήλιο - έχει αρκετό χρόνο να αναμειχθεί με άλλα σωματίδια από το διάστημα και να χάσει μερικά από τα καθοριστικά χαρακτηριστικά του.
Με παρκάρισμα τόσο κοντά στον Ήλιο, το Parker Solar Probe θα μπορεί να μετρά τον ηλιακό άνεμο όπως σχηματίζει και φεύγει από την κορώνα, παρέχοντας έτσι τις πιο ακριβείς μετρήσεις του ηλιακού ανέμου που έχουν καταγραφεί ποτέ. Από την προοπτική του πάνω από τους πόλους του Ήλιου, το Solar Orbiter θα συμπληρώσει τη μελέτη του Parker Solar Probe για τον ηλιακό άνεμο βλέποντας πώς η δομή και η συμπεριφορά του ηλιακού ανέμου ποικίλλει σε διαφορετικά γεωγραφικά πλάτη.
Αυτή η μοναδική τροχιά θα επιτρέψει επίσης στον Ηλιακό Orbiter να μελετήσει τα μαγνητικά πεδία του Ήλιου, καθώς μέρος της πιο ενδιαφέρουσας μαγνητικής δραστηριότητας του Ήλιου συγκεντρώνεται στους πόλους. Αυτό το μαγνητικό πεδίο είναι εκτεταμένο κυρίως λόγω του ηλιακού ανέμου, ο οποίος φτάνει προς τα έξω για να δημιουργήσει μια μαγνητική φυσαλίδα γνωστή ως ηλιόσφαιρα. Μέσα στην ηλιόσφαιρα, ο ηλιακός άνεμος έχει βαθιά επίδραση στις πλανητικές ατμόσφαιρες και η παρουσία του προστατεύει τους εσωτερικούς πλανήτες από τη γαλαξιακή ακτινοβολία.
Παρ 'όλα αυτά, δεν είναι ακόμα απολύτως σαφές πώς δημιουργείται ή δομείται το μαγνητικό πεδίο του Ήλιου βαθιά μέσα στον Ήλιο. Ωστόσο, δεδομένης της θέσης του, το Solar Orbiter θα είναι σε θέση να μελετήσει φαινόμενα που θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε καλύτερη κατανόηση του τρόπου δημιουργίας του μαγνητικού πεδίου του Ήλιου. Αυτές περιλαμβάνουν ηλιακές εκλάμψεις και εκτοξεύσεις στεφανιαίας μάζας, οι οποίες οφείλονται σε μεταβλητότητα που προκαλείται από τα μαγνητικά πεδία γύρω από τους πόλους.
Με αυτόν τον τρόπο, το Parker Solar Probe και το Solar Orbiter είναι δωρεάν αποστολές, μελετώντας τον Ήλιο από διαφορετικά πλεονεκτήματα για να βελτιώσουμε τις γνώσεις μας για τον Ήλιο και την ηλιοφάνεια. Στη διαδικασία, θα παρέχουν πολύτιμα δεδομένα που θα μπορούσαν να βοηθήσουν τους επιστήμονες να αντιμετωπίσουν μακροχρόνιες ερωτήσεις σχετικά με τον Ήλιο μας. Αυτό θα μπορούσε να βοηθήσει στην επέκταση των γνώσεών μας για άλλα συστήματα αστεριών και ίσως ακόμη και να απαντήσει σε ερωτήσεις σχετικά με την προέλευση της ζωής.
Όπως εξήγησε ο Adam Szabo, επιστήμονας της αποστολής για την Parker Solar Probe στη NASA Goddard:
«Υπάρχουν ερωτήσεις που μας ενοχλούν εδώ και πολύ καιρό. Προσπαθούμε να αποκρυπτογραφήσουμε τι συμβαίνει κοντά στον Ήλιο, και η προφανής λύση είναι να πάμε εκεί. Δεν μπορούμε να περιμένουμε - όχι μόνο εγώ, αλλά ολόκληρη η κοινότητα. "
Με την πάροδο του χρόνου, και με την ανάπτυξη των απαραίτητων προηγμένων υλικών, θα μπορούσαμε ακόμη και να στείλουμε ανιχνευτές στον Ήλιο. Αλλά μέχρι τότε, αυτές οι αποστολές αντιπροσωπεύουν τις πιο φιλόδοξες και τολμηρές προσπάθειες να μελετήσουν τον Ήλιο μέχρι σήμερα. Όπως με πολλές άλλες τολμηρές πρωτοβουλίες για τη μελέτη του ηλιακού μας συστήματος, η άφιξή τους δεν μπορεί να έρθει αρκετά σύντομα!
