IMAP открыл границы гелиосферы: новый прибор CoDICE впервые поймал межзвездные ионы

Юго-Западный исследовательский институт сообщил о первых результатах работы нового компактного прибора CoDICE, установленного на борту космического аппарата НАСА для межзвездного картографирования и ускорения (IMAP). Современная космическая миссия стартовала в сентябре с целью раскрыть границы гелиосферы – гигантского магнитного пузыря, который защищает все планеты и объекты нашей солнечной системы от воздействия межзвездной среды.

IMAP, выступая в роли своеобразного небесного картографа, впервые составит подробную карту границ гелиосферы, созданной благодаря постоянному потоку частиц солнечного ветра, и проанализирует, как эта невидимая оболочка взаимодействует с межзвездными потоками за пределами солнечной системы. Обнаружить тонкости этого взаимодействия удалось с помощью десяти уникальных приборов, разработку и поставку которых координировал SwRI. Все устройства успешно получили первые данные, пока зонд совершал путешествие к своей главной наблюдательной позиции в точке Лагранжа.

По словам Сьюзан Поуп, менеджера по полезной нагрузке миссии, оснащённость IMAP приборами нового поколения открывает надежду на еще более полное понимание того, как встречаются солнечный ветер и межзвездное вещество. Это позволит расширить представление о месте Земли и человечества во Вселенной.

Сам CoDICE был создан для изучения состава и свойств ионов, проникающих через гелиосферную «границу». Этот прибор не только обнаруживает и анализирует частицы, приходящие из межзвездного пространства, но и дает поистине уникальную возможность изучить ионы солнечного ветра, а также массу и характеристики самых энергичных солнечных частиц, возникающих при вспышках и корональных выбросах.

Как отметил доктор Михир Десаи, участник руководящей команды проекта, CoDICE в ходе первых испытаний подтвердил свои технические возможности: прибор определяет частицы различного происхождения, различая, помимо привычных протонов, также редкие ионы межзвездного гелия, кислорода и железа, содержащиеся в солнечном ветре.

Гелиосфера, обрамляя собой всю Солнечную систему, образуется в результате мощного и непрерывного потока частиц от Солнца, которые формируют своеобразный невидимый щит от межзвездных ветров других звезд. Приборы IMAP систематически собирают проникающие сквозь этот барьер ионы и анализируют механизмы, благодаря которым частицы ускоряются как в пределах гелиосферы, так и за её пределами. Данные об этих частицах имеют принципиальное значение — ведь именно они могут представлять угрозу для астронавтов и космической инфраструктуры.

Создание прибора CoDICE началось в рамках внутренней исследовательской программы института, и только впоследствии его усовершенствовали специально для полёта с IMAP. Как рассказали в SwRI, эта разработка стала интеграцией целого ряда приборов в компактный и запатентованный датчик, вес которого достигает всего 22 килограммов — не больше, чем у стандартного малярного ведра, а его конструкция отличается продвинутой системой терморегуляции.

Космос неблагосклонен к технике: экстремальные колебания температур требуют инженерных хитростей. Одна сторона прибора, всегда обращённая к Солнцу, получила глянцевое золотистое напыление для отражения избыточного тепла, тогда как противоположная — матово-черная, чтобы максимально аккумулировать тепло в холоде открытого космоса.

Сейчас все устройства IMAP готовы к эксплуатации, и миссия завершает ключевую фазу ввода в строй. После пробного периода начнет работу основной научный этап — его запуск намечен на февраль 2026 года, когда аппарат достигнет своей постоянной точки наблюдения, находящейся почти в миллионе миль от Земли по направлению к Солнцу.

IMAP войдет в состав глобальной системы гелиофизических миссий НАСА, которые комплексно исследуют влияние Солнца как на околоземное пространство, так и на всю солнечную систему. Работа таких межпланетных обсерваторий не только открывает тайны фундаментальных процессов космоса, но и создает важную основу для своевременного прогнозирования космической погоды, оказывающей влияние и на жизнь людей на Земле.

Научным руководителем IMAP выступает доктор Дэвид Маккомас из Принстонского университета. За строительство космического аппарата и управление полетом отвечает лаборатория прикладной физики Университета Джона Хопкинса, а сам проект IMAP вошел в пятёрку передовых миссий, осуществляемых НАСА в рамках программы “Солнечно-земные зонды” под эгидой Космического центра имени Годдарда. Федор Аверьев