23 липня ракета компанії SpaceX Falcon 9 запустила місію NASA TRACERS із вивчення сонячної активності. Через це в небі подекуди можна було спостерігати дивне сяйво. Чому подія важлива та яких ще запусків чекати найближчим часом? Розбирався "Ми – Україна".

Останній запуск Falcon 9: що відомо?

Сяйво у небі після запуску ракети стають більш-менш звичним явищем.

23 липня відбувся 90-й за 2025 рік запуск Falcon 9 з космодрому американської авіабази Вандерберг (округ Санта-Барбара, Каліфорнія).

Це проміжний ювілейний запуск. Минулого року SpaceX здійснила 136 запусків ракет сімейства Falcon, з який два – Falcon Heavy, а решта – Falcon 9. Цього ж року у космос виходили лише Falcon 9. Головна виконавча директорка компанії Гвен Шотвелл казала про амбітну ціль у 175-180 запусків у 2025 році, прагнучи зробити його рекордним, перебивши минулорічний показник. Тож 23 липня може бути екватором.

Саме для Falcon 9 в компанії нарахували 505 успішних місій. З травня 2018 року працює фінальна версія частково багаторазової версії ракети – Falcon 9 Block 5, яка й здійснила переважну більшість запусків – понад 440 за увесь час. Зокрема й останній успішний. Він став 30-им із першим ступенем – ракетою-носієм B1067.

Повністю багаторазову ракету-носій поки тільки тестують, і це Starship. Наразі Falcon є єдиною у світі частково багаторазовою. Отже SpaceX поки на вершині п'єдесталу, адже жодна інша приватна компанія чи космічне агентство далі розробок в успішному поверненні та повторному використанні не просунулися.

Попри те, що NASA перебуває під значним тиском та йому загрожує суттєве скорочення, цього року США здійснили 153 орбітальних запусків, а 23 липня на "фальконі" стартувала нова місія.

TRACERS від NASA: новий погляд на вивчення впливу Сонця

Tandem Reconnection and Cusp Electrodynamics Reconnaissance Satellites (TRACERS) – це Тандемне перепідключення та супутники розвідки електродинаміки на куспіді. Назва складна, проте в NASA не цураються спрощень і мету окреслили наступним чином:

"Нова місія з вивчення магнітних вибухів у космосі! Пара супутників NASA TRACERS розміром з пральну машину обертатиметься навколо Землі, щоб зафіксувати вибухові моменти зіткнення та злиття магнітного поля Сонця з магнітним полем Землі".

Проте навіть спрощений опис вимагає роз'яснень. Від Сонця йде космічний вітер – це безперервний потік іонізованих частинок. Окрім постійних потоків сонячного вітру, Сонце іноді викидає величезну кількість цих частинок за один раз. Ці події, відомі як викиди корональної маси.

Спалах на Сонці 19 червня 2025 року

Від впливу космічного вітру Землю захищає магнітосфера – область, де домінує магнітне поле нашої планети. У магнітному полі є дві воронки близько до полюсів – полярні куспіди (polar cusps), які частково пропускають потік іонізованих частинок.

Полярні куспіди

TRACERS вивчатиме, як сонячний вітер взаємодіє з магнітосферою Землі. Хоча не повністю, оскільки ця місія не єдина, вона має допомогти з'ясувати, як Сонце впливає на Землю та визначає космічну погоду.

Два обертові апарати будуть вимірювати магнітне перез'єднання на магнітопаузі Землі. Знову складно, проте можна зрозуміти.

Магнітне перез'єднання або перезамикання магнітних ліній – це процес, під час якого лінії різко переналаштовуються, відправляючи частинки зі швидкостями, які можуть наближатися до швидкості світла.

Магнітопауза – це межа між магнітним полем планети (магнітосферою Землі) та сонячним вітром.

Перез'єднання може відбуватися на різних місцях магнітопаузи. Простір величезний і потрапити всюди для досліджень просто нереально. TRACERS буде вивчати його у полярних куспідах. Там, де частинки сонячного вітру потрапляють в атмосферу Землі. Два супутники, вагою по 200 кг кожен, кожного дня по кілька разів будуть проходити через куспіди і за перший рік зроблять понад 3 тис. проходжень.

На цю місію виділили $115 млн і цілком доречно запитати навіщо. Науковці хочуть краще зрозуміти перезамикання магнітних ліній, а завдяки цьому й краще підготуватися до впливу сонячної активності на Землю.

"Ці дані про космічну погоду не лише допоможуть нам передбачити вплив на технологічну, енергетичну та комунікаційну інфраструктуру на Землі та на супутниках, що забезпечують наше повсякденне життя, але й забезпечать безпеку наших астронавтів під час їх польотів на Місяць, Марс та інші планети", - вказали у NASA.

Для кращого уявлення впливу на повсякденне життя, варто згадати останні найбільш потужні сонячні бурі.

У травні 2024 року відбулася серія потужних сонячних бурь та спалахів на Сонці, яку назвали "шторм Геннон" на честь фізикині Дженніфер Геннон. Тоді по всі планеті й у тих місцях, для яких це не є властивим, спостерігалися північні сяйва. Побачити їх можна було і в України.

Північне сяйво у травні 2024 в Україні

За формою класифікують п'ять сяйв і понад рік тому усі різновиди зафіксували в різних куточках планети.

Північне сяйво 11 травня 2024 року над Новою Зеландією

Шторм у травні 2024 року був першим сильним, який стався під час застосування нового принципу експлуатації супутників на низькій навколоземній орбіті, де домінують малі комерційні. Буря стала найбільшою за 20 років. Попередня схожа спостерігалася у 2003 році. Минулоріч тисячам супутників довелося одночасно маневрувати, щоб підтримувати свою висоту. Відбулася їхня масова міграція: вони опускалися протягом сонячної бурі, а поті запускали двигуни, щоб набрати висоту. Масовий рух міг призвести до небезпечних ситуацій через можливі прорахунки траєкторій. Проблеми з GPS та в результаті із керуванням БПЛА також спостерігалися.

Проте "шторм Геннон" був далеко не найбільшим в історії. Найвизначніша зафіксована науковцями буря відбулася у вересні 1859 року. Вона відома, як "подія Керрінгтона", на честь британського дослідника-аматора Річарда Керрінгтона. Він зареєстрував тоді яскраві спалахи на Сонці. Після цього з ладу вийшли телеграфні системи та північні сяйва спостерігалися по всьому світу, аж до тропіків.

Для того, щоб вчені мали цілісну картинку щодо космічної погоди від Сонця до Землі, TRACERS співпрацюватиме з іншими місіями NASA: EZIE та PUNCH, які агентство запустило у березні 2025 року.

Які важливі місії з вивчення Сонця у 2025 році вже запущені та ще очікуються?

PUNCH (Polarimeter to Unify the Corona and Heliosphere, Поляриметр для об'єднання корони та геліосфери). Чотири супутники з низької навколоземної орбіти роблять 3D мапування області, де сонячні корона переходить у сонячний вітер. Завдяки цьому хочу розібратися, як сонячна атмосфера переходить у сонячний вітер, як у ньому утворюються структури та як ці процеси впливають на Сонячну систему.

EZIE (Electrojet Zeeman Imaging Explorer, Електрострумовий дослідник зображень Зеемана). Три супутники вимірюють ефект Зеемана, розщепленням світлового спектру молекули в магнітному полі, у північному сяйві. Це невелика за фінансуванням та обсягами проєкт з великою віддачою, як вказали в NASA.

"Місія допоможе вченим зрозуміти Сонце та Землю як взаємопов'язану систему, оскільки NASA ще не зрозуміла основної конфігурації електричних струмів, які є центральними для взаємодії між Землею та навколишнім космосом", - пояснили в агентстві.

Ще один знаковий етап для вивчення взаємодії Сонця і Землі та меж сонячного вітру планується реалізувати цього року у вересні і також з використанням Falcon 9. IMAP (Interstellar Mapping and Acceleration Probe, Зонд для міжзоряного картування та прискорення) орієнтовано на три роки, хоча і з запасом до п'яти.

IMAP

У червні в NASA прозвітували, що до запуску він готовий. IMAP за допомогою десяти приладів вивчатиме межу геліосфери, де сонячний вітер стикається з матеріалом з решти галактики. Як бонус практично у режимі реального часу, з півгодинним лагом, зможе попереджати про зміни сонячної погоди.

Зонд перебуватиме у внутрішній частині Сонячної системи, а точніше на точці Лагранжа 1 (L1). Точки Лагранжа — це положення в космосі, де гравітаційні сили двотільної системи, у нашому випадку такої, як Сонце та Земля, створюють посилені області тяжіння та відштовхування. Космічні кораблі у точках можуть залишатися у фіксованому положенні з мінімальною витратою палива.

Точки Лагранжа

На ту саму точку разом із IMAP, але з дещо іншою метою, відправиться інший дослідник Сонця – космічний метеорологічний супутник Space Weather Follow On-Lagrange 1 (SWFO-L1). Його вже буде експлуатувати не NASA, а NOAA (Національне управління океанічних і атмосферних досліджень США). Акцент понад шестирічних майбутніх досліджень SWFO-L1 – викиди корональних викидів маси, тобто вимірювання критичних станів, та рух сонячного вітру до Землі.

SMILE (Solar wind Magnetosphere Ionosphere Link Explorer, Дослідник магнітосфери іоносфери сонячного вітру) – місія Європейського космічного агентства, яка раніше планувалася до запуску до кінця цього року разом із Китайською академією наук. Тепер дата запуску – 2026 рік. В ЄКА казали, що інші космічні апарати (вочевидь запущені раніше, а не нові місії), вивчали локальні процеси, а SMILE даватиме глобальну картину взаємодії між Сонцем і Землею. Там фокусуються на рентгенівських знімках магнітосфери Землі. Завдяки цьому хочуть точно визначити коли, де і як з нею взаємодіє сонячний вітер.

SMILE

Раніше "Ми – Україна" розказував про унікальні прямі знімки нової екзопланети – TWA 7 b та про перші надзвичайно деталізовані кадри туманностей і далеких галактик, зроблені телескопом Віри Рубін.