Европейская миссия Proba-3 осуществила первое искусственное солнечное затмение на околоземной орбите

Миссия Proba-3 Европейского космического агентства (ESA) успешно осуществила первое в истории искусственное солнечное затмение в космосе, получив первые высококачественные изображения солнечной короны. Впервые два спутника смогли поддерживать столь точное построение в полёте, что имитировали полное затмение, позволив детально изучить внешние слои атмосферы Солнца.

Этот результат стал возможен благодаря передовой автономной навигационной технологии на борту двух аппаратов: «Оккультера» с 1,4-метровым диском, закрывающим Солнце, и «Коронографа», оснащённого научным прибором ASPIICS.

Эксперимент позволил создать искусственную тень диаметром около 8 см на оптической апертуре «Коронографа», что дало возможность наблюдать солнечную корону без помех от прямого солнечного света. Эта область, обычно видимая только во время естественных затмений, играет ключевую роль в изучении таких явлений, как солнечный ветер и корональные выбросы массы (КВМ), влияющих на космическую погоду и способных оказывать серьёзное воздействие на Землю. Благодаря Proba-3 теперь возможно длительное и повторяемое наблюдение короны, что представляет собой значительный прогресс по сравнению с ограниченной продолжительностью естественных затмений.

Снимки были сделаны во время тестовой фазы и уже обрабатываются в научном операционном центре ASPIICS, расположенном в Королевской обсерватории Бельгии.

Наблюдение за Солнцем с миллиметровой точностью

Ключ к успеху миссии Proba-3 заключается в способности двух спутников поддерживать постоянное расстояние в 150 метров с точностью до миллиметра — без вмешательства с Земли. Это стало возможным благодаря интегрированной системе датчиков, GPS, оптических камер и алгоритмов управления, разработанных в рамках программы ESA General Support Technology Programme.

Во время полёта в формации идеальное выравнивание диска-затенителя (Occulter) и коронографа позволяет прибору ASPIICS получать высококачественные изображения солнечной короны, практически полностью устраняя паразитный свет.

ASPIICS был разработан консорциумом под руководством Центра космических исследований Льежа и представляет собой одну из самых передовых технологий, когда-либо использовавшихся для наблюдения за Солнцем. Каждое изображение короны состоит из трех экспозиций с разной выдержкой, что позволяет охватить весь диапазон яркости явления. Такой подход дает возможность обнаруживать крайне слабые и детализированные структуры короны, которые ранее не наблюдались с помощью обычных коронографов.

Помимо ASPIICS, на борту Proba-3 находятся еще два научных прибора:

• DARA — цифровой абсолютный радиометр для измерения общего солнечного излучения.
• 3DEES — трехмерный спектрометр для обнаружения энергичных электронов в радиационных поясах Земли.

Вместе эти приборы помогут углубить наши знания о солнечной изменчивости и ее влиянии на земную систему.

Что будет делать Proba-3

Научный вклад Proba-3 не ограничивается прямым наблюдением. Полученные изображения уже используются в передовых численных моделях, симулирующих поведение солнечной короны, таких как программное обеспечение COCONUT, разработанное Лёвенским университетом и интегрированное в Виртуальный центр моделирования космической погоды ESA. Эти модели в сочетании с наблюдательными данными позволяют улучшить прогнозирование событий космической погоды, что крайне важно для защиты наземной технологической инфраструктуры.

Выбросы корональной массы и солнечный ветер могут оказывать значительное влияние на энергетические сети, спутниковые навигационные системы и радиосвязь. Proba-3 теперь обеспечивает регулярное и продолжительное окно для наблюдений, с повторяемыми искусственными затмениями на каждом витке (примерно каждые 19,6 часов), продолжительность которых может достигать шести часов за сеанс. Это значительно превосходит длительность и частоту естественных затмений, происходящих в среднем один-два раза в год и длящихся всего несколько минут.

Кроме того, проект знаменует собой важный технологический прорыв в области полёта спутников в формации, с конечной целью достижения их полной автономности, без необходимости постоянного мониторинга с Земли. После ввода в эксплуатацию Proba-3 позволит проводить систематические наблюдения солнечной короны в контролируемых условиях, предоставляя ключевые данные для понимания физических процессов, связывающих Солнце с нашей планетой.