IBEX изучит битву солнечного и галактического ветров

Аппарат IBEX (Interstellar Boundary Explorer, в переводе «Исследователь границы с межзвездным пространством») полетел почти на орбиту Луны.

Начался запуск с того, что самолет Lockheed L 1011 Stargazer взлетел с базы на острове Квайалейн (Kwajalein) на Маршалловых островах, поднял в воздух ракету-носитель Pegasus XL со спутником на борту и выпустил ее. Ракета-носитель подняла IBEX на низкую орбиту и отправила в самостоятельный полет. Дальше аппарату предстоит достигнуть орбиты, cравнимой с расстоянием до Луны -- 322 тыс. км. Подобным методом (он называется «воздушный старт») в 2003 году на орбиту Земли уже выводили телескоп GALEX, работающий в ультрафиолетовом диапазоне. Первый подобный запуск вообще состоялся в 1990 году с борта бомбардировщика В 52.

Назначение у IBEX тоже очень необычное. Ему предстоит изучить структуру границ Солнечной системы. Как рассказал Infox.ru участник проекта, доцент кафедры аэромеханики и газовой динамики мехмата МГУ имени М. В. Ломоносова Владислав Измоденов, работающий также в Институте космических исследований, вклад российских ученых -- разработка теоретической модели границы гелиосферы, которая легла в основу всего проекта. Также ее предстоит использовать при интерпретации данных, полученных на этом космическом аппарате. По словам ученого, сейчас модель границы гелиосферы строится в тесном содружестве мехмата МГУ, ИКИ и Института проблем механики РАН, где работает пионер в этой области теоретических изысканий Владимир Баранов.

В пределах Солнечной системы действует несколько факторов: гравитационное и магнитное поле Солнца, а также солнечный ветер -- поток частиц, выбрасываемых с поверхности звезды. Но движется он не в абсолютном вакууме: навстречу летит поток частиц межзвездной среды -- галактического ветра. Поэтому по мере удаления от Солнца частицы солнечного ветра начинают замедляться. В определенный момент их скорость снижается до дозвуковых величин и продолжает падать практически до нуля (относительно Солнца). Так как изнутри Солнечной системы летит непрерывный поток частиц, в данной зоне образуется разогретая плотная среда. Ее внутренняя граница (там, где частицы переходят звуковой барьер) называется границей ударной волны (termination shock). Граница эта находится на расстоянии примерно 95 астрономических единиц (в три раза дальше от Солнца, чем проходит орбита Плутона).

Эту границу уже пересекли два работающих аппарата, созданных руками человека. Voyager I пересек ее 16 декабря 2004 года, а в 2007 году -- его собрат Voyager II. Неожиданностью оказалось, что ударную волну зонд пересек целых пять раз, как будто волна снова догоняла его, а затем отходила назад. Кроме того, выяснилось, что второй «путешественник», который движется южнее первого, пересек границу ударной волны раньше положенного – она оказалась на 1,6 млрд км ближе к Солнцу, чем на севере. Почему – ученые пока не понимают.

Внешняя же граница, на которой частицы солнечного ветра тормозятся окончательно, называется гелиопаузой. По направлению движения Солнечной системы (Солнце движется в пространстве со скоростью около 25 км/с) она расположена на расстоянии примерно 40 астрономических единиц от границы ударной волны. С противоположной стороны -- естественно, многократно дальше. Оба Voyager должны достичь ее лет через десять, но узнать об этих областях побольше уже сейчас сможет IBEX.

Сам зонд – крошечный восьмиугольник, 96 см в поперечнике и 58 см в толщину. «Cборник фактов» по IBEX, подготовленный в NASA (англоговорящие называют такие сборники фактов неблагозвучным для русского уха словом factsheet), сравнивает зонд с дорожным знаком STOP. Конечно, все-таки чуть больше и явно тяжелее (80 кг, с горючим -- 107 кг), но по форме похож. И в любом случае сопоставим с первым советским спутником по размерам и весу.

Научный инструментарий спутника также сравнительно прост: всего два датчика так называемых энергичных нейтральных атомов (ENA). Один должен «ловить» частицы с энергиями от 10 эВ до 2 кэВ -- это так называемый низкоэнергетический детектор IBEX-Lo. Второй детектор рассчитан на частицы с энергиями повыше: от 300 эВ до 6 кэВ -- это детектор IBEX-Hi. Орбита зонда рассчитана так, что за полгода своей работы он построит трехмерную карту гелиосферы. Как пояснил Infox.ru Владислав Измоденов, «Вояджеры» получают данные только в двух направлениях, а «Айбекс» позволит получить полную картину взаимодействия солнечного ветра с межзвездной средой».

В дальнейшем работу аппарата скорректируют с учетом полученных данных, и сбор информации продолжится еще минимум полтора года (пока полный срок миссии рассчитан на два года с возможностью продления). То, как ученые себе представляют нынешнее строение внешних границ Солнечной системы, можно увидеть здесь.

Низкий вес и скромный инструментарий позволили сделать IBEX сравнительно дешевой миссией -- менее $ 200 млн. Как сказал Измоденов, это хороший пример для нашей космонавтики.

Максимально подробную информацию о миссии можно найти на специальной страничке головной организации-разработчика IBEX -- Юго-Западного исследовательского института SwRI.