Астрономы представили план научных исследований нового исследовательского аппарата Interstellar Probe, который должен за 50 лет достичь отметки в тысячу астрономических единиц от Солнца. Дизайн нового зонда схож с аппаратом New Horizons, исследовавшим Плутон, а его запуск намечен на 2030-е годы, сообщается на сайте Европейского Союза Геонаук.
Граница гелиосферы, где солнечный ветер встречается с потоками плазмы, газа и пыли из Местного межзвездного облака, находится на расстояниях от 90 до 120 астрономических единиц от Солнца (для сравнения Плутон расположен на расстоянии 39,5 астрономических единиц от Солнца) и представляет собой крайне интересную для астрофизиков область, в которой идет множество физических процессов, ответственных не только за форму и динамику нашей гелиосферы, но и астросфер у других звезд. На сегодняшний день ее пересекли четыре аппарата и лишь два из них («Вояджер-1» и «Вояджер-2») смогли получить ценные научные данные, исследуя окружающую среду. Еще один аппарат — New Horizons — пересечет границу гелиосферы в будущем, однако к тому времени он уже прекратит свою работу.
Группа астрономов во главе с Еленой Проворниковой (Elena Provornikova) из Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса рассказала на Генеральной ассамблее EGU21 о задачах будущего исследовательского космического аппарата Interstellar Probe, разработка которого была начата в 2017 году в рамках программы NASA по гелиофизике. Ожидается, что зонд будет способен достичь отметки в тысячу астрономических единиц от Солнца.
Научная программа миссии достаточно обширна — зонд должен помочь ученым понять каковы размеры, форма и структура гелиосферы, существует ли головная ударная волна и каковы свойства водородной стены. Кроме того, исследователей интересуют влияние со стороны Солнца на параметры локальной межзвездной среды и наоборот, процессы ускорения и захвата частиц на границе гелиосферы, объекты пояса Койпера, а также свойства межзвездного нейтрального газа и пыли, проникающих в гелиосферу, и их отличия от вещества Солнечной системы.
Масса аппарата составит 850-950 килограмм, из которых около 90 килограмм придется на научную аппаратуру: анализаторы плазмы, заряженных и нейтральных частиц, датчики пыли и космических лучей, магнитометр, а также камеры. На борту будут установлены два радиоизотопных источника электроэнергии нового поколения. Для обмена данными с Землей будет использоваться пятиметровая антенна, работающая в X-диапазоне, которая должна обеспечить передачу данных со скоростью 500 бит в секунду с расстояния 1000 астрономических единиц.
В беседе с N + 1 Проворникова отметила, что в некотором смысле дизайн нового зонда аналогичен аппарату New Horizons, который был построен в Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса. Interstellar Probe, несмотря на возможную схожесть, не связан с проектом TAU (Thousand Astronomical Unit), разрабатывавшемся в конце прошлого века, а представляет собой прагматичный подход к разработке аппаратов для дальнего космоса, который предполагает использование доступных на сегодняшний день технологий и ракет-носителей. В настоящее время ведется завершение анализа концепции миссии и готовится отчет для NASA, которое и должно определить дату начала создания как научных приборов, так и самого зонда.
Ожидается, что запуск зонда в космос будет произведен в 2030-х годах при помощи ракеты-носителя SLS Block 2. После этого зонд совершит гравитационный маневр у Юпитера, что позволит развить скорость 7-8 астрономических единиц в год и достигнуть границы гелиосферы через 15 лет после старта. Расчетная продолжительность работы Interstellar Probe должна составит не менее пятидесяти лет.