SpaceX запустит зонд для изучения гелиопаузы IMAP

NASA выбрало SpaceX в качестве подрядчика для запуска IMAP. Этот аппарат будет находиться на гало-орбите вокруг точки L1 системы Солнце—Земля и предназначен для изучения межзвездной среды, солнечного ветра и гелиопаузы. Запуск запланирован на 2024 год, основные приборы зонда — детекторы нейтральных высокоэнергетических атомов и заряженных частиц.

Межзвездная среда — это вещество и поля, которые заполняют пространство галактик. Поток вещества с Солнца «выдувает» в межзвездной среде гелиосферу — область, в которой плазма движется со сверхзвуковой скоростью. Место, где солнечный ветер замедляется и смешивается с межзвездным веществом, называют гелиопаузой.

Граница гелиосферы очень размыта и неровна, но примерно удалена от Солнца на расстояние 120 астрономических единиц. Всего два аппарата за всю историю залетели так далеко — «Вояджер-1» и «Вояджер-2», но они не были специально предназначены для изучения гелиосферы и межзвездной среды. Посылать же туда специальный аппарат для прямых измерений дорого, к тому же его путь займет не менее сорока лет. В данный момент один из лучших инструментов ученых для изучения дальней гелиосферы — аппарат New Horizons, который, среди прочего, недавно подтвердил замедление солнечного ветра за орбитой Плутона. Вместе с тем космическую среду можно изучать и дистанционно.

Один из проектов NASA — IMAP (Interstellar Mapping and Acceleration Probe) — предназначен для изучения солнечного ветра, межзвездной среды и их взаимодействия в гелиопаузе. Агентство утвердило SpaceX в качестве подрядчика для запуска зонда, миссию планируют запустить в 2024 году на гало-орбиту вокруг точки L1 системы Солнце—Земля. Аппарат будет нести множество приборов, но их можно разделить на две группы. 

Первая группа приборов предназначена для изучения высокоэнергетических нейтральных атомов. Солнечный ветер, как и звездный, представляет собой плазму — поток ядер атомов, положительно заряженных частиц, и электронов, отрицательных. Однако, если в полете атомное ядро соединится с электронами, то частица сохранит высокую скорость, но станет электрически нейтральной. Основной источник высокоэнергетических нейтральных атомов — магнитосферы планет, но гелиосферу тоже можно представить как магнитосферу всей Солнечной системы, и потому из гелиопаузы прилетает много таких атомов. Анализируя характеристики потока этих частиц, можно понять структуру и свойства породившей их среды.

Вторая группа приборов предназначена для изучения заряженных частиц, в первую очередь — солнечного ветра. Эти данные также помогут уточнить строение гелиопаузы, так как ученые будут точно знать не только как она выглядит, но и что именно на нее влияет со стороны Солнца. Еще один важный инструмент IMAP — IDEX, устройство для анализа межзвездной пыли. IDEX сообщит ее состав, скорость полета и карту распределения.

Кроме того, на одной ракете с IMAP полетят дополнительные аппараты NASA: Lunar Trailblazer (в его задачи входит поиск воды на Луне), зонд для наблюдения за космической погодой и два пока неизвестных аппарата по изучению гелиосферы.

Главный приоритет NASA в настоящий момент — возвращение на Луну по программе «Артемида», которое будут непосредственно выполнять частные компании. Вместе с тем продолжаются и другие проекты. В ближайшее время агентство запустит аппарат к троянским астероидам Юпитера, а о ровере «Персеверанс», который долетит до цели в следующем году, читайте в материале «Марс, туда и обратно».

Василий Зайцев