Heliosfera je golemo područje koje nastaje djelovanjem Sunčeva vjetra i štiti cijeli Sunčev sustav od galaktičkog kozmičkog zračenja. NASA uskoro pokreće novu misiju – Interstellar Mapping and Acceleration Probe (IMAP) – koja će donijeti najpreciznija mjerenja tog prostora i pomoći u razumijevanju interakcije našeg sustava s međuzvjezdanom okolinom.
Heliosfera predstavlja prostor u kojem prevladava utjecaj Sunčeva vjetra, struje nabijenih čestica koje Sunce neprekidno izbacuje brzinama većim od 2,5 milijuna kilometara na sat. Ona obuhvaća cijeli Sunčev sustav i djeluje kao prirodna zaštita od visokenergijskih kozmičkih zraka koje dolaze iz međuzvjezdanog prostora. Zemlju dodatno štiti njezino magnetsko polje, no heliosfera je prva barijera na putu kozmičkog zračenja.
Misija IMAP, koja će biti lansirana raketom Falcon 9 iz Floride, opremljena je s deset instrumenata za mjerenje Sunčeva vjetra, plazme, energetskih čestica i magnetskih polja. U fokusu će biti dva temeljna pitanja: kako čestice Sunčeva vjetra postižu tako visoke energije i kako Sunčev sustav razmjenjuje materiju i energiju s međuzvjezdanom okolinom.
Letjelica će također prikupljati podatke o kozmičkoj prašini koja dolazi izvan Sunčeva sustava.
Jedan od ključnih ljudi u ovom području je William H. Matthaeus sa Sveučilišta Delaware, nedavno izabran u američku Nacionalnu akademiju znanosti – jedno od najviših priznanja za znanstvenika. U misiji IMAP zadužen je za pitanja vezana uz turbulenciju magnetskog polja i dinamiku plazme, a upravo su njegova istraživanja poslužila kao temelj za razvoj instrumenata koji će letjelica koristiti.
Cjelokupni projekt vodi David J. McComas s Princetona, dok operativno upravljanje provodi Johns Hopkins Applied Physics Laboratory. U misiji sudjeluje i široka mreža od 82 partnerske institucije i industrijskih timova iz cijelih Sjedinjenih Država.
Dvije dodatne misije u pratnji
Uz IMAP će biti lansirane još dvije misije. Carruthers Geocorona Observatory prva je letjelica posvećena istraživanju promjena u egzosferi, najudaljenijem sloju Zemljine atmosfere. Druga, NOAA-in satelit Space Weather Follow On L1, dizajnirana je za mjerenje Sunčeva vjetra, magnetskog polja i detekciju koronalnih izbacivanja mase, snažnih erupcija na površini Sunca koje mogu imati izravan učinak na Zemlju.
Sve tri letjelice smjestit će se u Lagrangeovu točku L1, udaljenu oko 1,5 milijuna kilometara od Zemlje, gdje gravitacijska ravnoteža između Sunca i Zemlje omogućuje stabilna i dugotrajna mjerenja. Ta pozicija također omogućuje pravovremeno, otprilike polusatno upozorenje na dolazak opasnog Sunčeva zračenja.
“Konstelacija” sondi u L1
IMAP će se smjestiti u Lagrangeovu točku L1, gdje se već nalaze misije poput ACE-a, Winda, DSCOVR-a, MMS-a i indijske misije Aditye. U kombinaciji s postojećim sondama, novi podaci prvi put će omogućiti trodimenzionalno praćenje pojava poput udarnih valova, turbulencija i koronalnih izbacivanja mase.
Takav pristup daje znanstvenicima mogućnost da jasno razlikuju prostorne i vremenske promjene u plazmi. Na temelju toga moći će se točno mjeriti kako se turbulencija raspada i kako se plazma zagrijava, procesi presudni za razumijevanje Sunčeva vjetra.
Posebnost IMAP-a je i u tome što nosi tri instrumenta za detekciju energetskih neutralnih atoma (ENA). Budući da ti atomi nemaju električni naboj, kreću se u ravnoj liniji i ne reagiraju na magnetska polja. Njihovo praćenje otvara jedinstvenu mogućnost proučavanja udaljenih dijelova heliosfere i međuzvjezdanog prostora, i to bez slanja sondi u te krajnje regije.
Znanstvenici očekuju da će IMAP, osim temeljnih otkrića o granicama Sunčeva utjecaja, imati i vrlo praktične rezultate. To se posebno odnosi na planiranje budućih misija s ljudskom posadom prema Mjesecu i Marsu. Pouzdanija predviđanja svemirskog vremena i pravovremena upozorenja na opasno Sunčevo zračenje ključni su za sigurnost astronauta i tehnologije u međuplanetarnom prostoru.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
