Δύο νέοι δορυφόροι θα παρατηρούν στερεοσκοπικά τον ήλιο

Πηγή: Space.com, 20 Νοεμβρίου 2005

Δύο σκάφη της NASA θα εκτοξευτούν την άνοιξη για να παρατηρήσουν μερικές από τις μεγαλύτερες εκρήξεις του ήλιου με τη βοήθεια ειδικών οργάνων. Οι εικόνες θα είναι τρισδιάστατες που θα μεταφερθούν ακολούθως στη Γη για ανάλυση. Ο σκοπός της αποστολής είναι να έχουμε στο μέλλον έκδοση έγκυρων δελτίων διαστημικού καιρού, που θα επιτρέπουν τη θωράκιση των τεχνολογικών εφαρμογών και την ασφάλεια των αστροναυτών.

Ειδικότερα τα δύο σκάφη της NASA, που ονομάζονται STEREO, έχουν σαν στόχο τη μελέτη των Στεφανιαίων Εκρήξεων Μάζας (CME), των τεράστιων ηλιακών εκρήξεων  σωματιδίων υψηλής ενέργειας, που μπορούν να διακόψουν την επικοινωνία με τους δορυφόρους και να θέσουν σε κίνδυνο την υγεία των αστροναυτών που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από τη Γη ή κατευθύνονται σε αυτήν.

Οι επιστήμονες, σαν τον Michael Kaiser υπεύθυνο του προγράμματος STEREO, λένε ότι η αποστολή αυτή είναι πολύ σημαντική, γιατί τα γεγονότα στον ήλιο με την ακτινοβολία που εκπέμπει αποτελεί κίνδυνο για τους αστροναύτες, όταν στο μέλλον θα κάνουν μεγάλα ταξίδια στο ηλιακό μας σύστημα. Κι αυτό γιατί θα αφήσουν τη σχετική προστασία του γήινου μαγνητικού πεδίου.

Με την προώθηση δύο διαστημικών σκαφών θα έχουν οι επιστήμονες καλύτερη εικόνα στον τρόπο με τον οποίο σχηματίζονται και διαδίδονται οι τεράστιες εκρήξεις CME σε όλο το ηλιακό σύστημα. Οι προηγούμενες τρισδιάστατες παρατηρήσεις του ήλιου, με το Ηλιακό Ηλιοσφαιρικό Παρατηρητήριο SOHO χρησιμοποιούσαν στατικές εικόνες, που εν τω μεταξύ μπορεί να είχαν αλλάξει οι συνθήκες, συμπληρώνει ο Kaiser.

Τα δύο σκάφη της NASA πρόκειται να εκτοξευτούν με έναν πύραυλο Δέλτα 2 την άνοιξη του 2006 από το Καναβέραλ της Φλόριδας. Το κόστος της αποστολής φτάνει τα 460 εκατομμύρια, καθώς επίσης και άλλα 60 εκατομμύρια για την υποστήριξη από τους συνεργάτες της αποστολής στην Ευρώπη. Η αρχική διάρκεια της αποστολής είναι διετής, αν και θα μπορούσε πιθανώς να συνεχιστεί για πέντε ή έξι χρόνια ανάλογα με τη χρηματοδότηση.

Το κάθε σκάφος θα φέρει στεματογράφους και κάμερες παρόμοιους με εκείνους του SOHO, που για σχεδόν 10 χρόνια παρατηρεί το γειτονικό μας αστέρι. Και το δύο θα αναμεταδίδουν τις εικόνες του ήλιου σε πραγματικό χρόνο στη γη, όπου οι ερευνητές αναμένουν να τις συνδυάζουν για να φτιάχνουν τρισδιάστατες απόψεις του αστεριού, καθώς επίσης και τις εκρήξεις CME μαζί με τη δραστηριότητα του ηλιακού ανέμου. Τρεις κεραίες σε κάθε διαστημικό σκάφος θα καταγράφει επίσης τα ραδιοσήματα των εκρήξεων από ενεργητικά ηλιακά γεγονότα.

Τα σκάφη δεν είναι απολύτως όμοια, και έχουν λεπτές διαφορές λόγω των διαφορετικών τροχιακών προορισμών τους, ενώ θα ονομάζονται STEREO A και STEREO B

Το STEREO Α θα πετάξει ακριβώς μέσα στη γήινη τροχιά αλλά μπροστά από τον πλανήτη, ολοκληρώνοντας μια πλήρη τροχιά σε περίπου 347 ημέρες. Επειδή θα πετάξει πιο κοντά στον ήλιο, το άστρο μας θα εμφανιστεί μεγαλύτερο στους στεματογράφους, ενώ θέλει μεγαλύτερους τους αναγκαίους δίσκους που θα σκεπάζουν τον ήλιο, κατά τη διάρκεια των παρατηρήσεων του στέμματος του ήλιου. Επίσης, απαιτείται πρόσθετη θερμική προστασία από ό,τι το έτερο σκάφος Β, που θα είναι σε μια τροχιά ακριβώς λίγο μακρύτερα από τον ήλιο και πίσω του. Το Β θα ολοκληρώνει τη μια τροχιά σε 387 ημέρες. Ας σημειωθεί ότι θα κινούνται αργά και σε αντίθετες κατευθύνσεις.

Τα δύο σκάφη δεν θα είναι οι μόνοι παρατηρητές του ήλιου κατά τη διάρκεια της διαστημικής πτήσης τους. Θα είναι ακόμα το επιτυχημένο σκάφος SOHO, και το ACE (για την μελέτη του ηλιακού ανέμου και που μεταδίδει προειδοποιήσεις για τις επερχόμενες διαστημικές καταιγίδες 40 με 60 λεπτά πριν εκδηλωθούν στην περιοχή της Γης), τα οποία είναι σε σχετικά κοντινή απόσταση από τη γη, σε σύγκριση με τα δύο STEREO.

Πρέπει να σημειωθεί ότι τα δύο δίδυμα σκάφη θέλουν περίπου τρεις μήνες για να φτάσουν στις αντίστοιχες θέσεις τους.

Και το δύο διαστημικά σκάφη θα ταλαντευθούν πέρα από από το φεγγάρι, χρησιμοποιώντας τη βαρύτητά του για να τα 'πετάξει' προς τις τελικές τροχιές τους, εν τούτοις το  STEREO θα πρέπει να πετάξει πέρα από τον δορυφόρο της Γης δύο φορές προκειμένου να επιταχυνθεί δύο φορές μέχρι να φτάσει στον προοριζόμενο σταθμό του.

Γι αυτό και η αποστολή εξαρτάται από τον σεληνιακό κύκλο. Έτσι ενώ η αποστολή STEREO προγραμματίζει να προωθηθεί μεταξύ του Απριλίου και του Ιουνίου του 2006, υπάρχει πραγματικά περισσότερη ευελιξία να φτάσουν μετά στην τελική τους θέση. Όπως λένε στη ΝΑΣΑ υπάρχει ένα παράθυρο εκτόξευσης σχεδόν κάθε μήνα του έτους.

Οι περισσότεροι μήνες έχουν μια περίοδο για εκτόξευση περίπου 14 ημερών - και η κάθε μία ημέρα έχει ένα παράθυρο εκτόξευσης μόνο 15 λεπτών.

Αλλά πριν αφήσουν τη γη τα σκάφη, οι μηχανικοί πρέπει να είναι βέβαιοι ότι είναι κατάλληλα για να πετάξουν Κατά τη διάρκεια των επόμενων μηνών, τα σκάφη θα βρεθούν σε αίθουσες κενού, όπου θα υποβάλλονται σε έντονους δονήσεις και θόρυβο για να τεστάρουν την εκτόξευση, ενώ θα βεβαιωθούν για τις ακραίες θερμοκρασίες που μπορούν να αντέξουν προκειμένου να εκτελεσθεί επιτυχώς η αποστολή τους.

Από τον ήλιο εκπέμπεται ο ηλιακός άνεμος που προκαλείται από την ηλιακή δραστηριότητα, η οποία δημιουργεί ηλεκτρομαγνητικές καταιγίδες και εκπομπές φορτισμένων σωματιδίων. Αυτά τα σωματίδια εκτοξεύονται από τον ήλιο με πολύ μεγάλες ταχύτητες, που ξεπερνούν τα 400 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο. Αν και η ταχύτητα του ηλιακού ανέμου είναι πολύ μεγάλη, η πυκνότητά του είναι πολλά εκατομμύρια φορές μικρότερη από την ατμοσφαιρική πυκνότητα στην επιφάνεια της Γης.

Όπως ο ηλιακός άνεμος κατευθύνεται προς τη Γη, συμπιέζει το μαγνητικό της πεδίο - το οποίο εκτείνεται βαθιά μέσα στο διάστημα - προς την ηλιόλουστη πλευρά της και το επιμηκύνει προς την αντίθετη σκοτεινή πλευρά της. Όμως το μαγνητικό πεδίο της Γης μας προστατεύει γιατί στρέφει προς άλλες κατευθύνσεις το μεγαλύτερο μέρος του ηλιακού ανέμου, δημιουργώντας μια προστατευμένη περιοχή, γνωστότερη ως μαγνητόσφαιρα.

Ο ηλιακός άνεμος δημιουργεί το λαμπρό φαινόμενο, που ονομάζουμε σέλας στους πόλους της Γης. Το σέλας δημιουργείται όταν τα σωματίδια υψηλής ενέργειας που εμπεριέχονται στον ηλιακό άνεμο συμπιέζουν το μαγνητικό πεδίο της Γης και χτυπούν τους πόλους της, φωτίζοντας κυρίως περιοχές κοντά στους πόλους. Ο ρυθμός της ενέργειας που πέφτει πάνω στους πόλους από τις διαστημικές ή ηλιακές καταιγίδες υπολογίζεται σε περίπου 100 δισεκατομμύρια Watt.

Ωστόσο, η μαγνητοσφαιρική ασπίδα της Γης δεν είναι εντελώς αποτελεσματική, αφού ένα μέρος του ηλιακού ανέμου περνάει διαμέσου του προστατευτικού φράγματος. Το φαινόμενο έχει άσχημες επιδράσεις στα συστήματα ηλεκτροδότησης και τις τηλεπικοινωνίες. Σχεδόν κάθε χρόνο, σε περιοχές όπως ο Καναδάς και η βόρεια Αμερική, μετασχηματιστές αξίας πολλών εκατομμυρίων δολαρίων καταστρέφονται από τις διαστημικές καταιγίδες, αφήνοντας ολόκληρες περιοχές επί ώρες δίχως ηλεκτρισμό.

Επίσης, οι διαστημικές καταιγίδες προκαλούν βλάβες σε τηλεπικοινωνιακούς δορυφόρους, σε διαστημόπλοια που η τροχιά τους εξαρτάται από τη Γη, σφάλματα προσανατολισμού στην πορεία πλοίων και αεροπλάνων και βλάβες σε υπολογιστές.

Πάντως η τελευταία ισχυρή ηλιακή έκρηξη που σημειώθηκε τον περασμένο Σεπτέμβριο καταγράφηκε από το Διαστημικό Περιβαλλοντικό Κέντρο και κατατάχθηκε ως η τέταρτη ισχυρότερη της τελευταίας 15ετίας. Η πηγή της έκρηξης προήλθε από μια ηλιακή κηλίδα, μια ενεργό περιοχή στον ήλιο, που μέσα σε δύο εβδομάδες παρήγαγε μια σειρά σημαντικών ηλιακών εκρήξεων.

Αν και η συγκεκριμένη ηλιακή έκρηξη δεν κατευθύνθηκε προς τον πλανήτη μας, οι επιστήμονες εξέδωσαν προειδοποίηση για πιθανότητα εκδήλωσης ισχυρών διαστημικών καταιγίδων, δεδομένου ότι η ενεργός περιοχή του ήλιου γύριζε προς τη Γη.

Τα αίτια που δημιουργούν τις ηλιακές εκλάμψεις αποτελούν σε μεγάλο βαθμό ένα ανεξήγητο μυστήριο. Σύμφωνα με τις εκτιμήσεις των επιστημόνων που έχουν συλλέξει στοιχεία για την εμφάνιση των ηλιακών κηλίδων για τα τελευταία 1.150 χρόνια, η δραστηριότητα του ήλιου είναι σήμερα πιο έντονη από οποιαδήποτε άλλη περίοδο την τελευταία χιλιετία