Россия получила последний шанс увидеть Солнце

Космический аппарат «Коронас-Фотон», оснащенный комплексом научной аппаратуры для исследования Солнца и переставший выходить на связь с Землей с декабря 2009 года, впервые после аварии оказался на бестеневых солнечных орбитах. Это произошло сегодня в 12.14 мск и продлится до 22.01 мск 18 апреля, сообщает лаборатория рентгеновской астрономии Солнца ФИАН им. П. Н. Лебедева. На протяжении 322 часов Солнце будет непрерывно освещать аппарат.

Возможность непрерывного пребывания под солнечными лучами возникла из-за особенностей орбиты космического аппарата, который вращается вокруг Земли по орбите с высоким наклонением, то есть почти перпендикулярно к плоскости эклиптики, где происходит годичное движение Земли вокруг Солнца. В результате если плоскость орбиты спутника поворачивается перпендикулярно к направлению на Солнце, то вся его орбита оказывается освещенной -- ни одна из ее точек не перекрывается Землей. Для спутника «Коронас-Фотон» такая ситуация возникает три раза в год -- в апреле, июле и октябре.

Зачем нужны бестеневые орбиты

Нетерпение, с которым ученые ожидают бестеневых участков орбит, обычно связано с дополнительными научными возможностями, которые предоставляет непрерывное наблюдение Солнца. Большинство активных событий на нашей звезде хотя и носит взрывной характер, но занимает довольно продолжительное время. Это связано главным образом с гигантскими пространственными масштабами, которые охватывают явления на Солнце. Так, например, развитие эруптивных протуберанцев может занимать десять и даже более часов. Именно такое время проходит от начала движения протуберанца до его отрыва от Солнца. Корональные выбросы массы, играющие главную роль в воздействии Солнца на Землю, формируются в нижней короне Солнца в течение суток и более. Даже солнечные вспышки, импульсная фаза которых продолжается всего несколько минут, имеют очень продолжительную поствспышечную стадию, в течение которой возмущенная солнечная атмосфера возвращается обратно к состоянию равновесия. Все это делает невозможным наблюдение ни одного события полностью в течение освещенного участка орбиты, продолжающегося около часа. Бестеневые же участки продолжительностью в сотни часов открывают совершенно иные возможности.

Но на этот раз причины, по которым разработчики «Коронас-Фотона» ждут выхода орбиты спутника из тени, далеки от научных. Уже четыре месяца и космический аппарат, и установленный на его борту комплекс инструментов находятся в обесточенном состоянии. В первый день зимы, 1 декабря 2009 года, из-за нехватки энергообеспечения на борту «Коронас-Фотона» отключился весь комплекс установленной научной аппаратуры, а еще через десять дней, 11 декабря, аппарат и вовсе перестал выходить на связь с Землей. Причиной отключения связи, по основной версии, стал все тот же недостаток энергоснабжения, вызванный проблемами в системе питания космической платформы. Некоторое время после потери связи со спутника продолжала поступать рабочая частота, свидетельствующая о том, что аппарат еще не разрядился полностью. Однако в январе-феврале 2010 года пропала и она. Тем не менее аппарат пока не признан вышедшим из строя и считается функционирующим.

Россия остается без Солнца

Лишиться последней надежды или, напротив, воспользоваться ею спутнику «Коронас-Фотону» предстоит именно сейчас. Если причиной выхода платформы из строя стал именно недостаток энергоснабжения, то лучших условий для восстановления работы, чем в ближайшие две недели, у аппарата уже не будет. Предварительные расчеты показывают, что уровень заряда, необходимый для активизации систем связи, может быть достигнут за 70-100 часов. Однако эти расчеты могут стать излишне оптимистичными, не учитывающими реальную ситуацию на борту: возможность деградации систем спутника, замороженного в течение четырех месяцев, а также возможность потери аппаратом пространственной ориентации -- поворота солнечных батарей от Солнца. Не прибавляет оптимизма и тот факт, что средняя продолжительность нахождения спутника на свету в течение прошедших четырех месяцев составила около 70 %. Тем не менее этого не хватило не только для включения систем, но и просто для поддержания несущей частоты космического аппарата.

Если до 18 апреля «Коронас-Фотон» не оживет, то его можно будет считать утраченным окончательно. Никаких способов как-то еще наладить его работу не существует. Пока Россия утратила собственные возможности для космического исследования Солнца, а также для мониторинга солнечной активности на стадии роста нового 24-го солнечного цикла. Насколько продолжительной будет эта утрата, станет понятно в ближайшее время.

В апреле-мае этого года Российской академии наук совместно с Роскосмосом предстоит принять решение о продолжении программы «Коронас» и начале работ по созданию солнечной обсерватории следующего поколения, а также о возможности финансирования этих работ с учетом срока запуска обсерватории в 2014-2015 году. До этого срока, если не случится чудо и «Коронас-Фотон» не воскреснет, российским ученым придется вернуться к работе на чужих данных.

Частично задачу обеспечения нашей страны данными о Солнце может решить центр данных SDO в России, который сейчас создается в Физическом институте Российской академии наук и может быть открыт к середине текущего года.

«Коронас-Фотон»

«Коронас-Фотон» запущен при помощи ракеты-носителя «Циклон-3» 30 января 2009 года с космодрома в Плесецке. Это третий аппарат в серии из почти десятка спутников, о совместном финансировании и разработке которых академии наук России и Украины договорились в начале 1990-х годов. Но из всего списка аппаратов, которые были запланированы к запуску, на орбиту вышли лишь три: «Коронас-И», «Коронас-Ф» и «Коронас-Фотон». «Коронас-И» стартовал в 1994 году и оставался на орбите до 2001 года, но реально большая часть исследовательской аппаратуры перестала работать в течение нескольких первых месяцев. «Коронас-Ф» работал на орбите с лета 2001 по декабрь 2005 года.

Расчетный срок работы «Коронас-Фотона» -- три года. Аппарат изначально разрабатывался для исследований Солнца и солнечной короны с помощью высокоэнергичного излучения -- как фотонов высоких энергий, так и протонов, электронов, нейтронов и ядер гелия.

Из почти 2 т массы спутника более 500 кг -- научное оборудование. Всего на космическом аппарате установлено 11 приборов, разработанных учеными России, Украины, Польши и Индии. Большинство инструментов «Коронас-Фотона» изучают Солнце, но два из них ориентированы в направлении, перпендикулярном направлению к Солнцу. Эти оптические датчики предназначены для наблюдения звездного неба.