Если бы вы сели в машину и поехали со скоростью Parker Solar Probe, вы бы облетели Землю по экватору меньше чем за 13 секунд. Не минут — секунд.
692 000 километров в час. Это не фантастика. Это американский зонд, который прямо сейчас несётся сквозь солнечную корону — и передаёт оттуда данные, которые ещё несколько лет назад казались физически невозможными.
Но за красивыми цифрами стоит кое-что важное. И это касается не только астрофизиков.
Почему учёные боятся Солнца сильнее, чем принято думать
28 октября 2003 года солнечная вспышка мощностью X17 ударила по Земле. Вышли из строя спутники. На юге Швеции обесточился целый регион. Авиарейсы над Арктикой были экстренно перенаправлены, потому что радиосвязь там попросту перестала работать.
Это была не катастрофа — это было предупреждение.
По расчётам учёных, мощная геомагнитная буря класса «Каррингтон» — как та, что случилась в 1859 году — сегодня вывела бы из строя спутниковую навигацию, мобильную связь и значительную часть энергосетей. Стоимость ущерба оценивается в триллионы долларов. Восстановление заняло бы годы.
Проблема в одном: мы до сих пор не умеем нормально предсказывать такие события. Потому что не понимаем, как именно Солнце их генерирует. Для предупреждения у нас есть от 15 до 60 минут — именно столько летит солнечный ветер от точки наблюдения до Земли.
Вот зачем нужен Parker.
Кстати, страх перед космосом как источником угрозы появился не вчера. В эпоху холодной войны люди уже пытались использовать околоземное пространство как военный полигон — и последствия оказались куда страшнее расчётов. Я подробно рассказывал об этом в статье «США взорвали ядерную бомбу в космосе. Последствия оказались страшнее, чем ожидал кто-либо». Там хорошо видно, насколько уязвима вся орбитальная инфраструктура: спутники, связь, навигация, энергосети. Parker Solar Probe изучает другую угрозу — не созданную человеком, а природную: солнечные вспышки и бури, которые при сильном сценарии могут ударить по нашей цивилизации не слабее.
Аппарат, который нарушил главное правило
Долгое время существовало негласное правило космических миссий: к Солнцу близко не подлетать. Жара, радиация, давление солнечного ветра — всё это делало такую миссию технически безумной идеей.
Parker Solar Probe запустили в 2018 году. С первого витка инженеры NASA знали: если тепловой щит не сработает, зонд просто испарится за секунды.
Щит сработал.
Он сделан из углеродной пены толщиной около 11 сантиметров, покрытой керамическим слоем. Внешняя сторона нагревается до 1370 градусов Цельсия. Внутри, в тени щита — комнатная температура. Это одно из самых впечатляющих инженерных решений последних десятилетий.
За щитом — приборы, которые впервые в истории измеряют солнечный ветер, магнитные поля и потоки заряженных частиц прямо в короне. Не с расстояния в миллионы километров, а изнутри.
Как зонд разгоняется до немыслимой скорости
Ни одна ракета в мире не способна напрямую разогнать аппарат до 692 000 км/ч. Физика не позволяет.
Инженеры NASA использовали другой метод: гравитационный манёвр вокруг Венеры. Зонд несколько раз пролетал мимо планеты, каждый раз «занимая» у неё часть орбитальной энергии. Венера при этом тормозит на ничтожную долю — её масса настолько велика, что этого не заметить. Зонд — разгоняется.
Каждый виток вокруг Солнца зонд проходит всё ближе к звезде. А чем ближе к Солнцу — тем выше орбитальная скорость. Это закон Кеплера, открытый ещё в XVII веке, просто работающий в таком масштабе впервые.
Для сравнения: пуля летит примерно 1 км/с. МКС — 7,7 км/с. Земля в своём движении вокруг Солнца — около 30 км/с. Parker на пике скорости — 192 км/с. В шесть с лишним раз быстрее планеты, на которой мы живём.
Что зонд уже успел выяснить — и почему это меняет понимание Солнца
Одна из главных загадок астрофизики последних ста лет: почему корона Солнца горячее его поверхности? Поверхность — около 5500 градусов. Корона — от одного до трёх миллионов. Это как если бы воздух вокруг костра был раскалённее самого огня.
Parker обнаружил так называемые «переключения» — резкие, мощные выбросы магнитного поля внутри солнечного ветра. Судя по данным, именно они переносят огромные порции энергии в корону и разогревают её. Эта гипотеза существовала давно — теперь у неё есть прямые измерения.
Кроме того, зонд зафиксировал, что солнечный ветер у поверхности звезды движется значительно быстрее, чем предсказывали модели. И это тоже меняет расчёты того, как именно заряженные частицы достигают Земли — а значит, меняет и модели прогнозирования солнечных бурь.
Что это даёт нам с вами
Данные Parker помогут создать системы раннего предупреждения о солнечных бурях с точностью и заблаговременностью, которые сегодня недостижимы.
Это не абстрактная наука. Это защита спутниковой навигации, которой пользуются самолёты, корабли и любой смартфон с картами. Это защита энергосетей, которые кормят целые города. Это защита банковских транзакций, которые в момент сильной бури могут просто перестать проходить.
Юджин Паркер — астрофизик, в честь которого назван зонд — в 1958 году предсказал существование солнечного ветра. Над ним тогда смеялись коллеги. В 2018 году, в возрасте 91 года, он присутствовал на запуске аппарата своего имени. Он умер в 2022-м — и не увидел всех результатов. Но именно его теория легла в основу всей миссии.
Parker Solar Probe сейчас находится ближе к Солнцу, чем Меркурий — в семь раз ближе к звезде, чем ближайшая к ней планета. И он продолжает двигаться.
Следующий рекорд сближения уже запланирован.