|
Стратегия солнечных космических миссий,
призванная
удовлетворить современным требованиям к наблюдениям Солнца и контролю
космической погоды, направлена на проведение внеэклиптических
наблюдений Солнца и его окружения, на локальные измерения в ближайших
окрестностях Солнца, на наблюдения вне линии «Солнце-Земля»,
на наблюдения солнечной атмосферы с высоким пространственным
разрешением. В этой связи реализуется и разрабатывается серия
солнечных миссий. Наблюдения Солнца из новых выгодных положений могут
дать новое понимание сущности давно стоящих научных проблем, таких
как глобальная структура и эволюция короны; триггерный механизм
выбросов корональной массы; нагрев короны и ускорение солнечного
ветра; взаимодействие вращения, магнитных полей и конвекции внутри
Солнца, основной механизм генерации магнитных полей; механизм
ускорения энергичных частиц в солнечных вспышках и картина их
распространения; истинные изменения солнечной светимости, скорость
потери углового момента Солнца и др.
Определение момента и самого факта попадания
на Землю
идущих от Солнца гелиосферных возмущений (выбросы коронального
вещества, ударные волны и т.д.) является одним из основным элементов
программы космической погоды, интенсивно реализуемой агентствами
разных стран (США, Япония, Китай, ЕКА). Наблюдения из
непосредственной окрестности Земли на фоне яркого Солнца “слепы”
для регистрации таких возмущений. С их помощью можно лишь фиксировать
активные явления на поверхности Солнца и определять время “старта”
гелиосферного возмущения. О попадании его на Землю можно говорить
лишь с определенной степенью вероятности. Два КА STEREO,
располагающиеся впереди и сзади Земли вдоль ее орбиты, должны
обеспечить стереонаблюдения идущих к Земле выбросов и определять
направление (гелиодолготу) их распространения. Расположение КА в
плоскости эклиптики в стороне от линии «Солнце-Земля», тем не
менее, имеет недостаток проекции распространяющихся в разных
азимутальных направлениях возмущений на линию «Солнце-Земля».
Наблюдения с внеэклиптического КА имеют существенное преимущество
определения гелиодолготы распространения гелиосферного возмущения,
распространяющегося, как правило, вблизи плоскости эклиптики, и
контроля состояния линии «Солнце-Земля». Наибольшей
эффективностью в этом плане обладают внеэклиптические
коронографические и гелиотелескопические (гелиосферный телескоп)
наблюдения солнечной короны и гелиосферы.
В проекте «Полярно-Эклиптический Патруль»
(ПЭП) (“Polar Ecliptic Patrol - PEP”) два малых
космических аппарата помещаются на наклоненные к плоскости эклиптики
гелиоцентрические орбиты на расстоянии примерно 0.5 а.е., так что их
плоскости орбит располагаются под углом друг к другу (см.рис.1), а на
орбитах аппараты разнесены на четверть периода (период около 130
дней).
|
|
|
Рис.1. Баллистическая схема «Полярно-эклиптического
патруля»
|
Рис.2. Глобальная
активность Солнца |
При такой орбитальной схеме с одного из
внекэклиптических космических аппаратов непрерывно
обеспечивается контроль линии «Солнца-Земля»,
а в течение длительного времени с обоих космических аппаратов. Когда
один космический аппарата находится в плоскости эклиптики, другой
располагается над одним из полюсов Солнца, а когда один из КА
удаляется от плоскости эклиптики, другой приближается к ней. Таким
образом, одновременный
мониторинг осуществляется
как в приэклиптических,
так и в приполярных областях.
Это дает возможность непрерывного изучения как низко- так и
высокоскоростного солнечного ветра, объемной картины солнечной короны
и солнечных выбросов (рис.2). Наблюдения солнечных выбросов с двух
пространственно разнесенных КА и из внеэклиптического положения
(рис.3) позволит наиболее точно определять направление их
распространения по отношению к линии «Солнце-Земля», и их
гелиоширотную и гелиодолготную протяженность, что необходимо для
более точного предсказания начала взаимодействия выбросов с
магнитосферой Земли. В отдельные периоды один из КА будет
располагаться по отношению к линии «Солнце-Земля» в
другой, чем Земля полусфере, и, таким образом, этот КА будет
наблюдать обратную невидимую
с Земли сторону Солнца (рис.4). Таким образом, в рамках проекта ПЭП
обеспечивается непрерывный мониторинг
солнечной активности и солнечного ветра, идущих в направлении Земли
солнечных выбросов и гелиосферных возмущений, а также наблюдения за
полярными областями и
обратной стороной
Солнца.
|
|
Рис. 3 Наклон орбиты ПЭП и наблюдения Солнца из
внеэклиптических положений (вверху). Модельный вид на полюс Солнца.
Использованы данные Angle and Spectrometric Coronagraph Experiment
(LASCO) SOHO (внизу).
|
 |
|
| Рис.4. Наблюдения
невидимой стороны Солнца (вверху) и стереонаблюдения Солнца с
использованием двух КА ПЭП и наземных наблюдений (внизу).Наблюдения
невидимой стороны Солнца и стереонаблюдения Солнца. |
 |
|
