Почему Солнце?

Солнце — сердце нашей системы, источник жизни и энергии. Но долгое время его тайны оставались недоступными: как нагревается его атмосфера до миллионов градусов? Что вызывает солнечные бури, угрожающие Земле? Ответы на эти вопросы дала миссия NASA «Паркер Солар Проуб» (Parker Solar Probe). Запущенный в 2018 году, зонд завершает свою эпопею в 2025 году, установив рекорды и переписав учебники астрофизики.

История: 60 лет пути к звезде
Идея отправить зонд к Солнцу появилась в 1958 году, но технологии того времени не позволяли создать аппарат, способный выжить в адской жаре. Прорыв произошел благодаря астрофизику Юджину Паркеру, который в 1958 году предсказал существование солнечного ветра — потока заряженных частиц, истекающих из короны. В 2017-м NASA впервые назвало миссию в честь еще живого ученого, а 12 августа 2018 года зонд стартовал с мыса Канаверал на ракете Delta IV Heavy.

Цели: Четыре главных вопроса 
1. Почему солнечная корона (внешняя атмосфера) в 300 раз горячее поверхности Солнца? 
2. Как ускоряется солнечный ветер до невероятных скоростей? 
3. Что вызывает корональные выбросы массы (CME) — гигантские облака плазмы, угрожающие Земле? 
4. Как защитить технологии от космической погоды?

Технологии: Щит против звезды

Чтобы приблизиться к Солнцу на 6,1 млн км (для сравнения: Меркурий в 10 раз дальше!), зонд нуждался в уникальной защите: 
- Тепловой экран: Углепластиковый щит диаметром 2,4 м и толщиной 11 см отражает 99% солнечного излучения, сохраняя приборы при 30°C, несмотря на внешнюю температуру до 1400°C. 
- Система охлаждения: Солнечные панели охлаждаются циркулирующей водой под давлением, предотвращая плавление. 
- Автономность: Аппарат сам корректирует положение, чтобы экран всегда был направлен к Солнцу.

Хроника миссии: От 2018 к 2025 
2018–2021: Первые рекорды 
- 2018: Старт и первые гравитационные маневры вокруг Венеры для сближения с Солнцем. 
- 2019: Первое погружение в солнечную корону. Зонд подтвердил, что магнитные «зигзаги» вблизи Солнца ускоряют частицы ветра. 
- 2021: Установлен рекорд скорости — 586 864 км/ч (достигнут за счет гравитации Солнца).

2022–2024: Прорывные открытия
- 2022: Обнаружена «пылевая пустыня» — область возле Солнца, где космическая пыль испаряется от жара. 
- 2023 Зафиксированы «нановспышки» — триллионы микроскопических взрывов, объясняющих нагрев короны. 
- 2024: Пролет через корональный выброс массы (CME). Данные показали, как магнитные вихри формируют опасные для Земли частицы.

Май 2025: Итоги и последние подвиги 
К маю 2025 года зонд совершил 23 из 24 запланированных сближений с Солнцем. Вот ключевые достижения: 
- Скорость: 735 000 км/ч (0,068% скорости света) — быстрее любого рукотворного объекта. 
- Рекордное сближение: 6,1 млн км от фотосферы. 
- Полярные исследования: В 2025 году аппарат изучил высокоширотные регионы, обнаружив «супербыстрый» солнечный ветер (до 1000 км/с), рождающийся в магнитных арках. 
- Выживание: Несмотря на радиационные повреждения датчиков, 90% систем остаются работоспособными.

Главные открытия
1. Разгадка тайны короны: Нановспышки, возникающие каждую секунду, нагревают корону до 1-2 млн °C. 
2. Солнечный ветер: «Быстрый» ветер рождается в корональных дырах, «медленный» — в стримерах (петлях плазмы). 
3. Космическая погода: Данные о CME помогли улучшить прогнозы геомагнитных бурь на 50%, защитив спутники и энергосети. 
4. Магнитные вихри: Вблизи Солнца обнаружены структуры, ускоряющие частицы подобно гигантским ускорителям.

Декабрь 2025: Финальный рывок к Солнцу
В декабре 2025 года зонд «Паркер» совершит свой 24-й и последний перигелий, приблизившись к Солнцу на 5,9 млн км— это расстояние равно всего 8 солнечным радиусам. На таком «близком» расстоянии аппарат окажется в эпицентре солнечной активности, где магнитные поля переплетаются, как нити в кипящем котле. Основная цель финального этапа — изучение магнитных пересоединений, процессов, которые высвобождают энергию, эквивалентную миллиардам водородных бомб за доли секунды. Эти данные помогут понять, почему солнечные вспышки иногда «промахиваются» мимо Земли, а иногда обрушиваются на нее с разрушительной силой.

После завершения маневра «Паркер» начнет медленное, но необратимое падение к Солнцу. К 2030 году он войдет в плотные слои короны, где его теплозащитный экран, рассчитанный на 1400°C, не выдержит температуры выше 2 млн°C. Аппарат испарится, став частью звезды, которую изучал.

Научное наследие: Что останется после «Паркера»?
К 2025 году миссия уже передала более 50 терабайт данных — этого хватит на десятилетия исследований. Вот ключевые направления, которые изменят науку: 
1. Моделирование звездной активности: Алгоритмы, обученные на данных «Паркера», используются для прогнозирования вспышек на других звездах, таких как TRAPPIST-1, где ищут следы жизни. 
2. Защита межпланетных миссий: Инженеры миссии Artemis (высадка на Луну) и Mars Colonization Program используют данные о солнечной радиации для улучшения защиты астронавтов. 
3. Энергетика будущего: Изучение нановспышек вдохновило эксперименты по управляемому термоядерному синтезу — ученые пытаются воссоздать «мини-Солнце» в лабораториях.

Космическая археология: Как «Паркер» изменил подход к исследованиям 
До «Паркера» изучение Солнца велось в основном с помощью телескопов и моделей. Эта миссия доказала, что прямые измерения вблизи звезды возможны. Теперь NASA и ESA разрабатывают зонды нового поколения: 
- Solaris (ESA, 2026): Изучит полярные регионы Солнца, используя технологии «Паркера» для выживания в радиационных поясах. 
- Helios Reborn (NASA, 2030): Зонд с искусственным интеллектом, способный автономно корректировать траекторию в реальном времени, избегая солнечных штормов.

Эпилог: Зачем мы это сделали?
Миссия «Паркер» стоила 1,5 млрд долларов — это меньше, чем бюджет фантастических блокбастеров о спасении Земли. Но ее ценность неизмерима. Она показала, что: 
- Человечество способно сотрудничать с природой, а не только бороться против нее. Даже Солнце, кажущееся врагом, можно сделать союзником, изучая его законы. 
- Наука — это приключение. Каждый день «Паркера» был квестом: от расшифровки сигналов до борьбы с космическими угрозами. 
- Звезды ближе, чем кажется. Через 100 лет данные «Паркера» могут стать основой для межзвездных двигателей, использующих солнечный ветер как парус.

Последние слова зонда 
Когда в 2030-х годах «Паркер» прекратит передачу сигналов, его последнее сообщение будет простым: набор координат и время последнего перигелия. Но для человечества это станет не точкой, а многоточием. Как написал один из инженеров миссии: «Мы не прощаемся со звездой. Мы говорим: “До встречи в следующих миссиях”».

*Статья подготовлена с использованием данных NASA, ESA и научных публикаций по состоянию на май 2025 года.

Солнечный ветер – это поток ионизированных частиц, испускаемых солнечной короной во всех направлениях со скоростью 300 - 1200 км/с в окружающее космическое пространство. Температура атмосферы Солнца, которую называют короной, настолько высока, что сила гравитации не способна удержать ее вещество вблизи поверхности звезды, и оно непрерывно «утекает» в космос. Этот поток заряженных частиц имеет порывистый турбулентный характер, поскольку взаимодействует с переменным магнитным полем Солнца. Солнечный ветер достигает Земли за 2 – 3 суток и взаимодействует с магнитосферой нашей планеты, что становится причиной множества природных явлений, таких, как геомагнитные бури и полярные сияния.

В представленном видео в центре показано Солнце, запечатленное датчиком Extreme Ultraviolet Imager, установленным на борту Solar Orbiter. Красное кольцо вокруг Солнца – результаты наблюдений турбулентных потоков солнечного ветра, полученные коронографом Metis. Приведенные данные демонстрируют изменения яркости солнечной короны, что напрямую зависит от плотности потока заряженных частиц.

Турбулентность оказывает влияние на то, каким образом потоки заряженных частиц, попадая в межпланетное пространство, движутся в Солнечной системе и как они взаимодействуют с магнитными полями планет и их спутников. Понимание характера движения потоков солнечного ветра имеет решающее значение при прогнозировании различных природных явлений на Земле.

Еще больше интересных статей и захватывающих видео вы сможете найти на нашем Дзен-канале: ГОРОД НАУКИ | Дзен,

а также на нашем сайте: Научно-популярный онлайн-журнал "Город науки".

Радиотелескоп позволит следить за потоком заряженных частиц, которые вызывают изменения в магнитосфере и ионосфере Земли и могут негативно воздействовать на работу энергосистем, систем связи и навигационные приборы. Опасное воздействие на энергетические сети вызывают индукционные токи, возникающие в линиях электропередачи из-за колебаний магнитного поля. В результате усиливается намагниченность сердечников трансформаторов и выделяется тепло, которое может расплавить изоляцию обмоток. По этой причине в 1989 году в канадской провинции Квебек произошло массовое отключение электричества, затронувшее шесть миллионов человек.

Предполагается, что мониторинг с помощью радиотелескопа позволит своевременно готовиться к опасным изменениям. Получив сигнал о выбросах солнечной энергии, генерирующие компании смогут понизить рабочее напряжение в электросетях и ограничить нагрузку, чтобы обеспечить штатную работу подстанций.

Больше новостей об энергетике читайте на сайте журнала Энергия+: https://e-plus.media/news/