Солнечный ветер – это не поэтическое выражение, а реальный поток заряженных частиц от Солнца, который может влиять на навигацию, связь, электросети и даже безопасность космических миссий. Чтобы понять его поведение и предсказывать «космическую погоду», в Институте космических исследований РАН создали отдельное подразделение – Лабораторию солнечного ветра.
Чем занимается лаборатория?
Здесь исследуют, как солнечный ветер взаимодействует с объектами Солнечной системы – от атмосферы Венеры до поверхности Луны. Ученые анализируют данные российских и международных миссий, создают модели, а также разрабатывают приборы, которые затем отправляются в космос:
- ионные энерго-масс-спектрометры,
- спектрометры электронов,
- детекторы энергичных нейтральных атомов
Созданные в лаборатории рабочие места позволяют проводить полный цикл создания приборов – от постановки научной задачи и макетирования до настроек и калибровок летных образцов, предназначенных для работы в космосе. Это позволяет лаборатории быть не просто научным подразделением, но и полноценной инженерной площадкой для космоса.
В каких космических программах принимает участие лаборатория?
Ученые лаборатории работают над миссиями «Луна-26» и «Луна-27», разрабатывая научные приборы, способные не только «увидеть» частицы солнечного ветра, но и понять, как они взаимодействуют с лунным грунтом.
Также в лаборатории готовят приборы для исследования магнитосферы Земли и мониторинга параметров космической плазмы вблизи других объектов Солнечной системы.
Миссия «Луна-26» – вторая миссия новой российской лунной программе после миссии «Луна-25». Она нацелена на комплексное исследование нашего спутника с орбиты: рельефа, состава поверхности, внутренней структуры, а также плазменного окружения. Составленная с помощью обработки стереоизображений и анализа освещенности универсальная карта всей Луны будет иметь разрешение 2–3 м. Она будет использоваться в будущих лунных миссиях, в том числе для автономной навигации.
Вторая важная задача миссии – ретрансляция данных на посадочный аппарат миссии «Луна-27» или с него, запуск которого планируется на 2028 г. Глобальные измерения с орбиты также будут использоваться для сравнения с локальными данными, полученными в ходе работы «Луны-27». Таким образом, начнется развитие инфраструктуры связи у Луны.
Почему важно изучать солнечный ветер?
Солнечный ветер и солнечная активность оказывают влияние на жизнь человека на Земле и в космосе. Так, чрезмерная солнечная активность может оказывать влияние на качество связи, вызывать сбои в электросетях, нарушать работу навигационных систем и повреждать космическую технику.
Знать, как «работает» Солнце, особенно в условиях выброса корональной массы, важно не только для повседневной жизни, но и для исследований. Понимая, когда придет очередной скачок солнечного ветра, можно прогнозировать работу научной аппаратуры на бортах космических аппаратов и выход человека в открытый космос.
Какие приборы используют ученые для мониторинга космической погоды?
Один из разработанных приборов – миниатюрный ионный анализатор, который весит менее 700 грамм и потребляет менее 2 Вт. Это полноценный инструмент для мониторинга солнечного ветра, который можно установить на отдельный космический аппарат или даже в состав сети для мониторинга обстановки межпланетной космической погоды.
Прибор размером с небольшую подарочную коробку позволяет регистрировать ионный состав солнечного ветра и оценивать воздействие корональных выбросов на околоземное пространство.
Проект поддержан грантами Российского научного фонда, а интерес к прибору уже проявил Самарский государственный университет, где совместно с ИКИ РАН ведется работа по компоновке спутника CubeSat с этой полезной нагрузкой.
А что еще создают ученые лаборатории?
Для миссии «Луна-25», которая была выведена в космос в 2023 г., ученые разработали широкоугольный ионный энерго-масс-анализатор с функцией регистрации вторичных нейтральных частиц – аналог «фишая» в фотоаппарате, только для ионов.
Когда поток солнечного ветра достигает поверхности Луны, он частично отражается, а частично взаимодействует с грунтом. Анализируя, как именно эти частицы отражаются и рассеиваются, ученые могут сделать выводы о составе лунного реголита. Такой метод, называемый вторичной ионной масс-спектрометрией, позволяет изучать как свойства поверхности, так и состав ионной и нейтральной составляющей экзосферы Луны – так называют разреженную внешнюю ее оболочку.
💫 Лаборатория солнечного ветра в формате 360°
Познакомиться с Лабораторией солнечного ветра теперь можно онлайн – в формате 360°.
В рамках проекта «Наука в формате 360°» РНФ и ИКИ РАН открыли доступ к виртуальной экскурсии, которая позволит заглянуть внутрь лаборатории, где создаются приборы для изучения Луны, Венеры и солнечного ветра.
Вы сможете увидеть, как устроен ионный анализатор, понять его принцип работы, заглянуть в «чистую зону» и услышать комментарии самих исследователей.
🔗 Пройти экскурсию можно по ссылке: https://rscf.ru/fondfiles/tours/IKIRan/01/index.html
***
Пресс-служба Российского научного фонда благодарит Институт космических исследований (ИКИ) РАН за помощь в подготовке материала!
Официальный сайт Института космических исследований РАН: https://iki.cosmos.ru
Посмотреть виртуальные туры «Науки в формате 360°» можно на официальной странице специального проекта РНФ: https://360.rscf.ru/
Больше о деятельности Российского научного фонда, новостях из мира науки и поддержке ученых можно узнать в Телеграм-канале, группе в ВКонтакте и на сайте РНФ.