Cuối tuần này, Cơ quan Vũ trụ Châu Âu và NASA sẽ phóng một tàu vũ trụ mới, cứng được gắn vào trung tâm Hệ Mặt trời của chúng ta, nơi nó sẽ có được cái nhìn về Mặt trời của chúng ta mà chưa có phương tiện nào nhìn thấy trước đó. Tàu thăm dò, được đặt tên là Tàu quỹ đạo Mặt trời, sẽ được giao nhiệm vụ quan sát các cực Mặt trời, với hy vọng dự đoán tốt hơn cách ngôi sao mẹ của chúng ta cư xử.
Cho đến thời điểm hiện tại, thực tế tất cả các phương tiện chúng ta đã gửi tới Mặt trời đều bị kẹt xung quanh phần giữa ngôi sao, quay quanh phù hợp với tất cả các hành tinh trong Hệ Mặt trời. Nhưng Tàu quỹ đạo Mặt trời được thiết lập để bay một con đường xung quanh Mặt trời ở một góc cao, để nó có thể nhìn thoáng qua các vùng cực đã lảng tránh các quan sát của chúng ta từ rất lâu. Cũng giống như Trái đất, Mặt trời cũng có các cực trên đỉnh của nó và trên đỉnh của nó, nhưng họ đã khó nhìn thấy vì hành tinh của chúng ta quay gần xích đạo của Mặt trời.
Một lần trong quỹ đạo lệch này, năng lượng mặt trời Orbiter sẽ đến trong vòng 26 triệu dặm, hoặc 42 triệu km, của mặt trời, thu thập hình ảnh và dữ liệu từ một điểm thuận lợi thật sự độc đáo. Hy vọng, thông tin mới này có thể giúp các nhà khoa học tìm ra một số bí ẩn về ngôi sao của chúng ta vẫn chưa được giải quyết trong nhiều thập kỷ. Cụ thể, họ muốn biết điều gì thúc đẩy chu kỳ 11 năm kỳ lạ của ngôi sao của chúng ta, nơi nó xen kẽ giữa thời gian hoạt động mạnh mẽ và thời gian yên tĩnh.
Chúng tôi hiểu hành vi tuần hoàn; chúng tôi đã quan sát nó trong 400 năm, kể từ khi mọi người hướng kính thiên văn vào Mặt trời, ông Daniel Daniel Müller, nhà khoa học dự án ESA cho nhiệm vụ của quỹ đạo Mặt trời, nói The Verge. Nhưng chúng tôi không thực sự biết tại sao nó là 11 năm và rõ ràng là [what drives] sức mạnh của chu kỳ.
Ngứa 11 năm
Khi bắt đầu và kết thúc hành trình 11 năm của mình, từ trường lớn Sun Sun hoàn toàn chuyển hướng. Trong lần lật ấn tượng này, các cực về cơ bản là nơi giao dịch, đi từ tích cực sang tiêu cực hoặc từ tiêu cực sang tích cực.
Quá trình kỳ lạ chỉ ra cách ngôi sao sẽ hành xử trong thập kỷ tới. Trong khoảng thời gian 11 năm này, Mặt trời xen kẽ giữa những gì được gọi là cực đại mặt trời và cực tiểu mặt trời. Khi Mặt trời ở cực đại mặt trời, các vết đen mặt trời chiếm ưu thế trên bề mặt của nó, trong khi Mặt trời tương đối không có vết đen trong thời gian tối thiểu của mặt trời.
Chu kỳ vết đen mặt trời này cũng trùng khớp với việc Mặt trời gửi bao nhiêu rác. Các hạt năng lượng cao liên tục thoát ra khỏi Mặt trời và phóng nhanh ra mọi hướng, cuối cùng tìm đường đến Trái đất. Nhưng khi Mặt trời ở cực đại mặt trời, cuộc diễu hành hạt này trở nên biến động và dữ dội hơn nhiều. Hoạt động bùng phát năng lượng mặt trời của Sun Sun nóng lên và ngôi sao sẽ đốt cháy cả đống hạt cùng một lúc, mang theo các mảnh của từ trường Sunedom – tạo ra một loại cocktail hỗn loạn có năng lượng cao, phóng to về phía hành tinh của chúng ta.
May mắn thay, hành tinh của chúng ta có từ trường cực mạnh hoạt động giống như một chiếc ô, che chắn chúng ta khỏi hầu hết các hạt Sun Sun. Nhưng khi một dòng lớn plasma mặt trời chiếu vào chúng ta, nó có thể là một vấn đề. Những sự kiện này có thể gây nhiễu từ trường của chúng ta và kích hoạt các cơn bão địa từ – còn được gọi là sự kiện thời tiết không gian. Điều này có khả năng làm hỏng tàu vũ trụ trên quỹ đạo quanh Trái đất, như các vệ tinh GPS của chúng ta và làm tăng nguy cơ phóng xạ cho các phi hành gia trên Trạm vũ trụ quốc tế. Một cơn bão đủ mạnh thậm chí có thể làm xáo trộn lưới điện trên mặt đất.
Các nhà khoa học đã cố gắng để hiểu rõ hơn về hành vi này trong nhiều thập kỷ, để chúng ta có thể chuẩn bị tốt nhất cho những cơn bão tiềm năng. Điều mà chúng tôi muốn có thể làm là dự báo một cách đáng tin cậy điều kiện thời tiết không gian trong môi trường Trái đất, theo ông Müller. Các nhà nghiên cứu đã thu được dữ liệu tốt về từ trường Sun Sun từ giữa của nó, nhưng vì các cực là một phần quan trọng của quá trình lật này, các nhà khoa học rất muốn quan sát chúng khi Mặt trời phát triển. Müller thiếu một phần quan trọng, đó là ở hai cực, Müller nói.
Sống sót qua mặt trời
Đó là nơi mà tàu quỹ đạo năng lượng mặt trời xuất hiện. Kích thước của một chiếc xe buýt nhỏ, tàu vũ trụ hình hộp chứa 10 dụng cụ, được thiết kế để chụp ảnh bề mặt của Sun, cũng như thu thập dữ liệu về từ trường sao, khí quyển của nó, v.v. Những công cụ quý giá này được bảo vệ bởi phần thiết bị cần thiết nhất của Solar Orbiter: tấm chắn nhiệt của nó.
:format(webp):no_upscale()/cdn.vox-cdn.com/uploads/chorus_asset/file/19706039/1567215707020_SolarOrbiter_spacecraft_white_2000.jpg)
Tấm khiên là một miếng titan hình chữ nhật lớn tô điểm cho một bên của Solar quỹ đạo. Nó được phủ một vật liệu đặc biệt gọi là SolarBlack có thể hấp thụ sức nóng dữ dội từ Mặt trời, ngăn không cho các dụng cụ Solar quỹ đạo không bị rán. Nhờ thiết kế, chiếc khiên sẽ có thể chịu được nhiệt độ nóng hơn 1.100 độ F (khoảng 600 độ C).
Ian Walters, người quản lý dự án cho Solar Orbiter tại Airbus, cho biết, phía sau tấm khiên nhiệt, phần còn lại của tàu vũ trụ đang ẩn nấp và chúng ta phải giữ chiếc khiên nhiệt đó chỉ vào Mặt trời trong suốt thời gian đó, trừ khi chúng ta đang thực hiện thao tác. , nơi chế tạo tàu vũ trụ.
Tất nhiên, các công cụ sẽ cần phải nhìn vào Mặt trời theo thời gian để có được dữ liệu mà họ cần. Các kỹ sư đã xây dựng những cánh cửa nhỏ vào tấm chắn nhiệt sẽ mở và đóng thường xuyên để cho phép một số thiết bị có thể nhìn thấy Mặt trời. Thực hiện các phép đo sẽ làm nóng dụng cụ, nhưng một bộ tản nhiệt đặc biệt ở đế của tấm chắn nhiệt sẽ dẫn nhiệt ra khỏi dụng cụ và ra ngoài không gian.
:format(webp):no_upscale()/cdn.vox-cdn.com/uploads/chorus_asset/file/19706046/Solar_Orbiter_at_IABG_4.jpg)
Nếu tất cả đều hoạt động, thì Solar Orbiter sẽ có được một số hình ảnh gần nhất từng được chụp trên bề mặt Sun của chúng ta. Theo cách tiếp cận gần nhất, nó sẽ có độ phân giải tốt hơn gấp ba lần so với bất cứ thứ gì chúng ta đã thấy từ trước đến nay trên mặt đất, theo ông Müller.
Mắt trên sao
Solar Orbiter chuẩn bị ra mắt vào tối Chủ nhật lúc 11:03 PM ET từ Florida, ra khỏi Trạm Lực lượng Không gian Cape Canaveral mới được đổi tên. Hành trình của nó vào vũ trụ là một tên lửa Atlas V, được vận hành bởi United Launch Alliance. Sau đó, nó sẽ dành hai năm tiếp theo để đi về phía Mặt trời, xoay quanh Trái đất và Sao Kim một vài lần để tăng tốc và đi vào quỹ đạo góc cạnh của nó quanh ngôi sao.
Nó có một tuyến đường tương tự như một con tàu vũ trụ khác của NASA đi về phía Mặt trời hai năm trước. Năm 2018, NASA đã phóng một tàu vũ trụ gắn mặt trời có tên là Parker Solar thăm dò, nó đã tiến gần Mặt trời hơn bất kỳ phương tiện nào do con người tạo ra trước đây. Nhiệm vụ đã thu thập dữ liệu quý giá về Mặt trời, điều này định hình tốt hơn sự hiểu biết của chúng ta về cách thức thiên thể hoạt động. Giống như hầu hết các phương tiện năng lượng mặt trời khác, Tàu thăm dò năng lượng mặt trời Parker đang quay quanh phù hợp với các hành tinh và nó không được trang bị camera. Solar Orbiter sẽ có thể bổ sung cho nhiệm vụ đó bằng tuyến đường và dụng cụ độc đáo. Có một số lượng lớn sức mạnh tổng hợp đáng kinh ngạc giữa hai nhiệm vụ này, Müller nói. Họ không thực sự cạnh tranh với nhau. Họ thực sự có đầu mối miễn phí.
Trên tất cả, Müller nói rằng anh ấy rất phấn khích khi Solar quỹ đạo mạo hiểm đến một khu vực mới của Hệ mặt trời mà chúng tôi chưa bao giờ thực sự đến trước đó. Đi đến những cực chưa được khám phá này có nghĩa là các nhà khoa học có thể sẽ học được điều gì đó mới. Đây thực sự là một cái gì đó mà không ai có thể nói cho bạn biết chính xác nó sẽ trông như thế nào, anh nói Müller. Nhưng chúng tôi thực sự hy vọng rằng chúng tôi có thể lấp đầy điểm mù này trong kiến thức về Mặt trời.
