Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Europejsko-amerykański Solar Orbiter wykona pierwsze w historii zdjęcia biegunów Słońca

Recommended Posts

Przed kilkoma godzinami z Przylądka Canaveral wystartował Solar Orbiter, europejsko-amerykańska sonda, która dostarczy pierwszych w historii zdjęć biegunów Słońca. Kilka godzin po starcie kontrolerzy misji z Europejskiego Centrum Operacji Kosmicznych w Darmstadt odebrali informację o udanym rozłożeniu paneli słonecznych.

Pierwsze dwa dni po starcie miną sondzie na rozkładaniu instrumentów i anten, które będą komunikowały się z Ziemią i zbierały dane naukowe. Solar Orbiter znajduje się na unikatowej trajektorii, dzięki której zbada bieguny Słońca. W ramach misji pojazd 22 razy zbliży się do naszej gwiazdy.

Ludzie zawsze wiedzieli, że Słońce jest ważne dla życia na Ziemi, obserwowali je i badali. Od dawna też wiemy, że może ono zniszczyć życie, jeśli znajdziemy się na linii potężnego rozbłysku. Pod koniec misji Solar Orbiter będziemy wiedzieli więcej niż kiedykolwiek wcześniej o siłach drzemiących w Słońcu i jego wpływie na naszą planetę, mówi Günther Hasinger, dyrektor ds. naukowych ESA.

Przez najbliższe trzy miesiące Solar Orbiter będzie testował 10 swoich instrumentów naukowych, by upewnić się, że wszystko działa, jak należy. Zaś za dwa lata wejdzie na pierwszą orbitę, na której zostaną rozpoczęte właściwe badania Słońca.

Sonda będzie pracowała w dwóch głównych trybach badawczych. Część instrumentów będzie odbierała dane z najbliższego otoczenia, zbierając informację o polach elektrycznych, magnetycznych, przepływających cząstkach czy falach. Z kolei instrumenty zdalne będą fotografowały Słońce, obrazowały jego atmosferę, ruch materii, zbierały informacje na temat gwiazdy.

Podczas pierwszej fazy misji, lotu do Słońca, która potrwa do listopada 2021 roku, zbierane będą przede wszystkim dane z otoczenia sondy. Pozostałe instrumenty będą poddawane kalibracji, by przygotować je do pracy w pobliżu Słońca. W fazie tej Solar Orbiter trzykrotnie skorzysta z asysty grawitacyjnej. Dwa razy przeleci w pobliżu Wenus (grudzień 2020, sierpień 2021) i raz w pobliżu Ziemi (listopad 2021). Po przelocie w pobliżu naszej planety rozpocznie się podstawowa część misji.

W 2022 roku sonda zaliczy pierwszy przelot w pobliżu Słońca, znajdzie się w odległości 1/3 j.a. od gwiazdy. Podczas kolejnych etapów misji pojazd będzie korzystał z asysty grawitacyjnej Wenus, by znaleźć się coraz bliżej i bliżej gwiazdy.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Rankiem 10 lutego br. z Przylądka Canaveral na Florydzie w przestrzeń kosmiczną wystrzelona zostanie europejska sonda Solar Orbiter. Na jej pokładzie znajduje się m.in. teleskop rentgenowski STIX, opracowany z dużym udziałem Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk.
      Celem misji Solar Orbiter, realizowanej pod auspicjami Europejskiej Agencji Kosmicznej, będą badania Słońca. Dzięki obserwacjom z sondy naukowcy chcą się dowiedzieć, jak Słońce tworzy i "kontroluje" heliosferę – swoje najbliższe międzygwiazdowe otoczenie, zdominowane przez wiatr słoneczny. W znalezieniu odpowiedzi pomoże dziesięć instrumentów badawczych Solar Orbiter, w tym sześć teleskopów czułych na różne zakresy promieniowania elektromagnetycznego - od widzialnego po rentgenowskie. Właśnie w tych regionach widma uwidaczniają się zjawiska kształtujące dynamikę heliosfery: rozbłyski słoneczne, protuberancje eruptywne i koronalne wyrzuty masy.
      Solar Orbiter będzie obiegał Słońce, zbliżając się do niego na odległość zaledwie 42 mln km, czyli bliżej niż Merkury (46 mln km). Podczas zbliżeń temperatura powierzchni sondy osiągnie 600 stopni Celsjusza. Żar ten stanowi poważne zagrożenie dla czułej aparatury Solar Orbiter, a uchronienie sondy przed nim było jednym z największych wyzwań dla inżynierów. Z każdym okrążeniem Słońca będzie rosło nachylenie orbity Solar Orbiter w stosunku do płaszczyzny Układu Słonecznego. W efekcie po kilku latach misji, gdy nachylenie osiągnie około 40 stopni, teleskopy sondy będą w stanie "zajrzeć" w regiony biegunów Słońca (niemożliwe do osiągnięcia z Ziemi lub jej bliskiego otoczenia).
      Obserwacje rentgenowskie w ramach misji Solar Orbiter będą realizowane dzięki teleskopowi STIX (Spectrometer/Telescope for Imaging X-rays), opracowanemu z udziałem naukowców i inżynierów Centrum Badań Kosmicznych PAN (CBK PAN). Urządzenie będzie dostarczało do dziesięciu wysokorozdzielczych zdjęć Słońca na sekundę, co umożliwi precyzyjnie wskazanie kiedy i z jakiego regionu na naszej gwieździe nastąpiła emisja elektronów w przestrzeń międzyplanetarną. Prace konstrukcyjne nad instrumentem zrealizował międzynarodowy zespół, w skład którego wchodzili Szwajcarzy (kierujący pracami), Polacy (CBK PAN), Czesi, Niemcy i Francuzi.
      Zadaniem polskich inżynierów było zaprojektowanie i wykonanie komputera pokładowego (ang. instrument data processing unit, IDPU) wraz z obudową mechaniczną, systemu do precyzyjnego określenia położenia Słońca (ang. aspect system), a także układów do wspomagania testów elektroniki (ang. electrical ground support equipment, EGSE). Polacy odpowiadali ponadto za modelowanie termiczne instrumentu oraz pomoc w integracji elektronicznej i testach całego przyrządu.
      Zrozumienie mechanizmów fizycznych kontrolujących heliosferę jest istotne, gdyż Ziemia jest w niej permanentnie zanurzona i uzależniona od jej stanu. Niektóre zmiany w heliosferze mogą zachodzić gwałtownie, w ciągu kilku godzin. Ma to miejsce w sytuacji, gdy ze Słońca wrzucane są w przestrzeń międzyplanetarną chmury plazmy i pola magnetycznego. Gdy docierają do Ziemi, wywołują burze geomagnetyczne stanowiące zagrożenie dla infrastruktury naziemnej i kosmicznej. Powolne zmiany heliosfery zachodzą w skali lat i – jak pokazują ostatnie badania – mogą mieć istotny wpływ na ziemski klimat.
      Budowa Solar Orbiter trwała około 10 lat i kosztowała Europejską Agencję Kosmiczną pół miliarda euro. Pierwsze (testowe) dane z teleskopu STIX powinny dotrzeć do naukowców już w miesiąc po starcie sondy. Rutynowe obserwacje naukowe rozpoczną się w listopadzie 2021 roku. Analizą zebranych danych zajmą się w Polsce badacze z Zakładu Fizyki Słońca CBK PAN we Wrocławiu oraz Instytutu Astronomicznego Uniwersytetu Wrocławskiego. Start Solar Orbiter następuje pół wieku po misji Wertikal-1 (28 listopada 1970), w czasie której zrealizowano pierwszy w historii polski eksperyment kosmiczny. Zbiegiem okoliczności misja sprzed pół wieku również dotyczyła obserwacji Słońca, i również w zakresie rentgenowskim.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Osłony przeciwsłoneczne zadebiutowały w samochodach w 1924 roku w fordzie Model T. I od 100 lat praktycznie się nie zmieniły. Z jednej strony pomagają, zapobiegając oślepianiu kierowcy przez słońce, z drugiej zaś strony przeszkadzają, zasłaniając częściowo widok. Rozwiązaniem problemu może być osłona LCD zaprezentowana na targach CES.
      Bosch Virtual Visor to dzieło inżyniera Ryana Todda. Codziennie rano jedzie on na wschód, a z pracy wraca na zachód, zatem podczas każdej podróży słońce świeci mu prosto w twarz. Gdy podczas takiej podróży zastanawiał się nad kupnem nowego telewizora, uświadomił sobie, że o ile OLED generuje światło, to LCD światło blokuje. Pomyślał, że przydałoby się mieć w samochodzie LCD, który blokowałby oślepiające światło słońca. Trzy lata później Bosch zaprezentował panel LCD, który osłania oczy kierowcy przed słońcem i nie ogranicza przy tym widoczności.
      Nowatorska osłona przeciwsłoneczna to wyświetlacz LCD z wzorem w kształcie plastra miodu połączony z kamerą zwróconą w stronę kierowcy oraz elektronicznym modułem sterującym (ECU), na którym działa algorytm sztucznej inteligencji. Kamera filmuje twarz kierowcy, a obraz jest przesyłany do ECU. Tam algorytm rozpoznaje pozycję oczu, nosa, ust i czoła oraz bada rozkład cieni na twarzy. W ten sposób określa pozycję słońca w stosunku do głowy kierowcy. Jest więc w stanie określić, skąd słońce wpada do samochodu, niezależnie od kierunku jazdy. Na tej podstawie ECU odpowiednio ustawia osłonę przeciwsłoneczną i przyciemnia tylko taki jej fragment, by światło nie raziło kierowcy.
      Zastosowany algorytm świetnie sobie radzi z zadaniem i chroni kierowcę przed oślepieniem, a jednocześnie pozostawia 90% pola widzenia wolnym od zakłóceń. Całość pracuje w czasie rzeczywistym. Kierowca nie musi więc bez przerwy przesuwać osłony czy ruszać głową, by uniknąć oślepiania przez słońce.
      Dodatkową zaletą całego systemu jest fakt, że można go podłączyć do elementów już stosowanych w samochodach luksusowych. Na przykład w Cadillacu CT6 obserwująca kierowcę kamera wspomaga pracę półautonomicznego systemu sterowania. W takim przypadku wystarczy do oprogramowania dopisać odpowiedni kod, a w samochodzie zainstalować sam panel LCD.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Komórki tłuszczowe (adipocyty) mogą wyczuwać światło słoneczne. Jeśli jest za mało światła o konkretnej długości fali, rośnie ryzyko zespołu metabolicznego. Ponieważ spędzamy sporą część doby w pomieszczeniach, naukowców bardzo to niepokoi.
      Przez bardzo długi czas ludzkie ciała ewoluowały w kontakcie ze światłem słonecznym. Rozwinęły się u nas nawet światłoczułe opsyny. Obecnie jednak spędzamy sporą część doby w warunkach sztucznego oświetlenia, co nie zapewnia nam pełnego spektrum światła, jakie uzyskiwalibyśmy ze słońca - opowiada dr Richard Lang z Centrum Medycznego Szpitala Dziecięcego w Cincinnati.
      Lang dodaje, że idea penetracji światła głęboko do tkanek jest bardzo nowa, nawet dla wielu naukowców. Ja i inni odkryliśmy jednak opsyny zlokalizowane w wielu typach tkanek.
      W ramach ostatnich badań naukowcy wystawiali myszy na oddziaływanie niskiej temperatury (ok. 4°C). Wiedzieli, że by się ogrzać, tak jak ludzie gryzonie będą mieć dreszcze i wykorzystają termogenezę bezdrżeniową, czyli proces wytwarzania ciepła w brunatnej tkance tłuszczowej (ang. brown adipose tissue, BAT).
      Pogłębiona analiza wykazała, że proces rozgrzewania jest zaburzony zarówno pod nieobecność genu OPN3 (opsyny-3), jak i niebieskiego światła o długości fali rzędu 480 nanometrów; światło o tej długości stanowi część światła słonecznego, ale w świetle sztucznym występuje tylko w niewielkiej ilości.
      Podczas ekspozycji na światło, OPN3 stymuluje komórki białej tkanki tłuszczowej (ang. white adipose tissue, WAT) do lipolizy i uwalniania kwasów tłuszczowych do krwiobiegu. Są one wykorzystywane przez różne komórki do zasilania swojej aktywności. BAT spala je w procesie oksydacji, by wygenerować ciepło.
      Gdy wyhodowano myszy pozbawione genu OPN3, po umieszczeniu w niskiej temperaturze nie były one w stanie ogrzać się tak skutecznie, jak inne gryzonie. Co jednak zaskakujące, zespół zauważył, że nawet gdy zwierzęta miały prawidłowy gen, nie rozgrzewały się, gdy wystawiano je na oddziaływanie światła pozbawionego niebieskiego spektrum.
      Uzyskane dane skłoniły naukowców do wyciągnięcia wniosku, że światło słoneczne jest niezbędne dla normalnego metabolizmu energii, przynajmniej u myszy. Choć Amerykanie podejrzewają, że podobny światłozależny szlak metaboliczny występuje u ludzi, by to potwierdzić, muszą przeprowadzić serię kolejnych eksperymentów.
      Jeśli adipocytowy szlak światło-OPN3 istnieje także u ludzi, ma to potencjalnie olbrzymie implikacje dla ludzkiego zdrowia. Współczesny tryb życia wystawia nas na oddziaływanie nienaturalnych spektrów światła. Oznacza również ekspozycję na światło nocą, pracę zmianową i zespół nagłej zmiany strefy czasowej, jet-leg; wszystkie z nich mogą skutkować zaburzeniami metabolicznymi. [...] Niewykluczone, że niewystarczająca stymulacja szlaku światło-OPN3 z komórek tłuszczowych stanowi częściowe wytłumaczenie zaburzeń metabolicznych w krajach uprzemysłowionych, gdzie nienaturalne oświetlenie stało się normą.
      Lang podkreśla, że jeśli jego podejrzenia się potwierdzą, być może w przyszłości światłoterapia stanie się metodą, za pomocą której będzie się zapobiegać przekształceniu zespołu metabolicznego w cukrzycę. Stan zdrowia publicznego będzie zaś można poprawić, zastępując zwykłe oświetlenie wewnętrzne systemami oświetlania pełnym spektrum.
      Najpierw jednak trzeba odpowiedzieć na szereg pytań, m.in. ile światła słonecznego potrzeba, by wesprzeć zdrowy metabolizm i czy ludziom zmagającym się z otyłością może brakować w adipocytach działającego genu OPN3.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Potężna burza geomagnetyczna, która spowoduje wyłączenia prądu, awarie satelitów i urządzeń elektrycznych jest nie do uniknięcia. Prawdopodobnie tego typu wydarzenia mają miejsce częściej, niż nam się wydaje i, bazując na najnowszych badaniach, można przypuszczać, że takiego uderzenia ze strony Słońca możemy spodziewać się prawdopodobnie w ciągu najbliższych 100 lat. Nikt nie jest jednak w stanie powiedzieć, czy nastąpi ono w następnej dekadzie czy w następnym wieku.
      Jako, że w coraz większym stopniu jesteśmy uzależnieni od technologii, burze gaomagnetyczne – związane z aktywnością Słońca – są coraz groźniejsze dla naszej cywilizacji.
      Już przed 10 laty informowaliśmy o raporcie NASA i Narodowej Akademii Nauk opisującym katastrofalne skutki, jakie mogłaby przynieść burza geomagnetyczna, czyli gwałtowna zmiana pola magnetycznego Ziemi spowodowana koronalnymi wyrzutami masy na Słońcu. Autorzy raportu szacują, że same tylko Stany Zjednoczone poniosłyby w ciągu pierwszego roku straty rzędu 2 bilionów dolarów. Przywrócenie stanu sprzed katastrofy potrwałoby 4-10 lat. Mało prawdopodobne, by nawet tak potężne państwo było w stanie całkowicie się z niej podnieść, informowaliśmy.
      Dotychczas najsilniejszą znaną nam burzą geomagnetyczną była ta z września 1859 roku, kiedy to zorza polarna była widoczna na Karaibach, doszło do awarii sieci telegraficznych i pożarów. Sądzono jednak, że tak silne wydarzenia mają miejsce raz na 500 lat. Okazuje się jednak, że zdarzają się znacznie częściej.
      Jeffrey Love i jego koledzy ze Służby Geologicznej Stanów Zjednoczonych informują na łamach Space Weather o wynikach analizy, jakiej poddali New York Railroad Storm, burzę magnetyczną z 1921 roku.
      Tego typu wydarzenia ocenia się według skali Dst (disturbance short time). To skala oceny uśrednionej aktywności pola magnetycznego Ziemi. Jeśli ulega ono osłabieniu, a tak się dzieje przy koronalnych wyrzutach masy ze Słońca, pojawiają się na niej wartości ujemne. Wartość bazowa Dst Ziemi wynosi około -20 nanotesli (nT). Wartości poniżej -250 nT są uznawane za superburzę.
      Naukowcy dysponują bardzo ograniczonym zestawem danych dotyczących burzy z 1859 roku i na tej podstawie uznają, że w tym czasie Dst wynosiło pomiędzy -850 a -1050 nT. Tymczasem, jak wynika z badań Love'a i jego zespołu, Dst podczas burzy z 1921 roku wynosiło około -907 nT. Burza z roku 1921 mogła być bardziej intensywna niż ta z roku 1859. Zanim przeprowadziliśmy badania wiedziano, że było to gwałtowne zjawisko, jednak nie wiedziano, do jakiego stopnia.
      Pomiary historycznych burz geomagnetycznych nie są proste. Obecnie dysponujemy całym szeregiem instrumentów monitorujących, jednak nasza wiedza od wydarzeniach sprzed roku 1957, kiedy to pojawił się indeks Dst, jest bardzo uboga, a dane opierają się na informacjach z różnych magnetometrów rozmieszczonych na całym świecie. Przed badaniami Love'a cała nasza wiedza o burzy z 1921 roku była oparta na danych z jednego obserwatorium na Samoa. Jednak autorom najnowszej analizy udało się dotrzeć do notatek wykonanych przez specjalistów z Australii, Hiszpanii i Brazylii. Dzięki temu mogli ocenić intensywność tego wydarzenia bardziej precyzyjnie niż wcześniej. Ich wyliczenia są też bardziej precyzyjne niż te, dotyczące burzy z 1859 roku, które opierają się na daych z jednego magnetometru w Indiach.
      Burza z 1921 roku została nazwana New York Railroad Storm od pożaru kolejowej wieży kontrolnej w Nowym Jorku, który wówczas wybuchł. Obecnie wiemy, że dowody na związek pomiędzy burzą, a tym pożarem są słabe. Jednak wiemy również, że tego samego dnia wybuchły też trzy inne wielkie pożary, które dotychczas przeoczono. Do jednego z nich doszło w wyniku pojawienia się silnych prądów indukcyjnych w telegrafach na stacji kolejowej w Brewster w stanie Nowy Jork. Stacja całkowicie spłonęła. Drugi z pożarów zniszczył centralę telefoniczną w Karlstad w Szwecji, a trzeci wybuchł w Ontario.
      Wiemy też, że burza ta przebiegła dwuetapowo. W Karlstad operatorzy centrali najpierw informowali o awarii i dymie. A gdy dym się rozwiał, nastąpił nagły pożar okablowania. Autorzy najnowszych badań dotarli tez do zapisków wskazujących, że zorzę polarną obserwowano wówczas na Samoa, w Arizonie i w pobliżu Paryża, a do awarii sieci telegraficznych i telefonicznych doszło w Wielkiej Brytanii, Nowej Zelandii, Danii, Japonii, Brazylii i Kanadzie. Wszystko zaś wskazuje na to, że mieliśmy do czynienia z wydarzeniem o średniej intensywności, które w ciągu kilku godzin znacznie się wzmocniło, powodując liczne problemy.
      Gdyby taka burza jak w 1921 roku miała miejsce dzisiaj, doszłoby to zakłócenia pracy wielu systemów. Doświadczylibyśmy wyłączeń prądu, awarii sieci telekomunikacyjnych, być może utraty niektórych satelitów. Nie twierdzę, że byłby to koniec świata, ale doszłoby do zniszczeń na wielką skalę, stwierdza Love.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Gwiazdy neutronowe to najbardziej gęste – nie licząc czarnych dziur – obiekty we wszechświecie. Centymetr sześcienny ich materii waży miliony ton. Naukowcy wciąż je badają próbując znaleźć odpowiedzi na wiele pytań. Chcieliby np. dowiedzieć się, jak wyglądają neutrony ściśnięte tak potężnymi siłami czy gdzie leży granica pojawienia się czarnej dziury.
      Naukowcy używający Green Bank Telescope donieśli właśnie o odkryciu najbardziej masywnej gwiazdy neutronowej. Pulsar J0740+6620 ma masę 2,17 większą od masy Słońca, a całość jest upakowana w kuli o średnicy zaledwie 30 kilometrów. To bardzo ważne odkrycie, gdyż z danych dostarczonych przez detektor LIGO, który zarejestrował fale grawitacyjne pochodzące ze zderzenia dwóch gwiazd neutronowych wynika, iż 2,17 masy Słońca to bardzo blisko granicy powstania czarnej dziury.
      Gwiazdy neutronowe są tajemnicze i fascynujące. Te obiekty wielkości miasta przypominają ogromne jądro atomowe. Są tak masywne, że mają dziwaczne właściwości. Gdy dowiemy się, jaka może być ich maksymalna masa, poznamy wiele niedostępnych obecnie faktów z astrofizyki, mówi doktorant Thankful Cromartie.
      Pulsar J0740+6620 tworzy układ podwójny z białym karłem. To właśnie dzięki temu udało się precyzyjnie określić jego masę. Pulsary emitują bowiem z obu biegunów fale radiowe. Emisja ma miejsce w bardzo regularnych odstępach. Jako, że wspomniany pulsar ma towarzysza, to gdy z ziemskiego punktu widzenia znajduje się za nim, obecność białego karła zagina przestrzeń, co powoduje pojawienie się zjawiska znanego jako opóźnienie Shapiro. Z powodu obecności obiektu zniekształcającego przestrzeń, sygnał radiowy musi przebyć nieco dłuższą drogę, by dotrzeć do Ziemi. W omawianym przypadku opóźnienie wynosi około 10 milisekund. To wystarczy, by na tej podstawie wyliczyć masę białego karła. Gdy już ją znamy, z łatwością da się wyliczyć masę towarzyszącego mu pulsara.
      Położenie tego układu podwójnego względem Ziemi stworzyło nam wyjątkową okazję. Istnieje granica, poza którą gęstość we wnętrzu gwiazd neutronowych jest tak wielka, iż grawitacja przezwycięża materię i gwiazda dalej się zapada. Każda kolejna „rekordowo masywna” gwiazda neutronowa, którą odkrywamy, przybliża nas do odkrycia tej granicy i pozwala lepiej zrozumieć zjawiska fizyczne zachodzące przy tak olbrzymich gęstościach, mówi astronom Scott Ransom.
      Badania były prowadzone w ramach programu NANOGrav Physics Frontiers Center.


      « powrót do artykułu
×
×
  • Create New...