Nowe proponowane misje kosmiczne, kierowane przez Uniwersytet w Leicester, będą badać uderzenia gwiazd na planety i ziemską magnetosferę, koncentrując się na spektroskopii EUV i efektach wiatru słonecznego.
Dwie proponowane brytyjskie misje kosmiczne, kierowane przez Uniwersytet w Leicester, mają na celu zbadanie, w jaki sposób Słońce wpływa na atmosferę, pogodę kosmiczną i warunki życia planety, a także przestrzeń między gwiazdami.
Brytyjska Agencja Kosmiczna przyznała fundusze o wartości prawie 500 000 funtów dwóm zespołom mającym siedzibę w Space Park Leicester – parku nauki i innowacji Uniwersytetu Leicester o wartości 100 milionów funtów. Wesprze naukowców w opracowywaniu propozycji dwóch satelitów, które badałyby na dwa różne sposoby wpływ aktywności w koronie gwiazdy, np. wiatru słonecznego, na ich planety i środowisko, w którym krążą.
Zrozumienie wpływów gwiazd i procesów galaktycznych
Wiatry gwiazdowe mogą bezpośrednio wpływać na środowiska egzoplanetarne i kontrolować przepływ materii oraz strumień promieni kosmicznych ze środowiska galaktycznego, co może mieć potencjalny wpływ na klimat planetarny. Gwiazdy przetwarzają również materię z powrotem do ośrodka międzygwiazdowego – materię i promieniowanie występujące w przestrzeni pomiędzy układami gwiazd – wzbogacając galaktyczną zawartość metali.
Procesy te mogą nam wiele powiedzieć o możliwości zamieszkiwania planet układu gwiezdnego oraz ewolucji gwiazd i galaktyk, ale obecnie są słabo poznane.
Misja SIRIUS: Badanie zjawisk kosmicznych
SIRIUS, który otrzymał dofinansowanie w wysokości 295 200 funtów, to wysokiej rozdzielczości instrument do spektroskopii w ekstremalnym ultrafiolecie (EUV), który umożliwia przeprowadzanie szerokiego zakresu badań astrofizycznych pobliskich gwiazd i ośrodka międzygwiazdowego (ISM). Z procesami tymi związane są gorące gazy w zakresie temperatur 105–107 kelwinów, które można skutecznie badać w zakresie EUV, którego nie obejmuje żaden inny istniejący ani planowany instrument.
SIRIUS przeprowadziłby unikalną spektroskopię EUV, aby zdiagnozować gęstość, temperaturę, skład, strukturę i dynamikę tych gorących plazm astrofizycznych w aktywności koronalnej gwiazd w naszym sąsiedztwie. Można go również wykorzystać w połączeniu z innymi misjami poszukiwania egzoplanet, aby lepiej zrozumieć interakcje między gwiazdami i ich środowiskiem międzyplanetarnym, a także potencjalną możliwość zamieszkania na planetach krążących wokół nich.
Partnerstwa i aspekty techniczne SIRIUS
Profesor Martin Barstow powiedział: „SIRIUS to misja bardzo ekscytująca z naukowego punktu widzenia, ale pokazuje także przywództwo Wielkiej Brytanii w pionierskim podejściu do obniżania kosztów badań kosmicznych. SIRIUS może być pierwszą naukową misją kosmiczną kierowaną przez Wielką Brytanię od czasu Ariel 6 w 1979 r.”.
„Bardzo ważną częścią tego projektu jest ścisła współpraca z naszymi partnerami przemysłowymi, firmą Oxford Space Systems i In-Space Missions. Zapewnią nowatorskie systemy, które umożliwią nam dostarczanie opłacalnej nauki wysokiej jakości”.
SIRIUS to międzynarodowa propozycja, której wiodącą instytucją jest Uniwersytet w Leicester. Spektrograf zostanie dostarczony przez konsorcjum pod przewodnictwem Uniwersytetu w Leicester, w skład którego wchodzą Niemcy (Uniwersytet w Tybindze), Hiszpania (Uniwersytet Complutense w Madrycie) i Belgia (Uniwersytet w Liege). Rozwijane jest partnerstwo ze ZEA (Uniwersytetem w Szardży). Wsparcie rozwoju programu nauki zapewniają Uniwersytet w Cambridge i Uniwersytet Otwarty. Sonda kosmiczna i operacje zostaną zapewnione przez In-Space Missions, spółkę zależną będącą w całości własnością BAE Systems Digital Intelligence. System rozmieszczania teleskopu, umożliwiający wystrzelenie kompaktowego pakietu teleskopu, dostarczy Oxford Space Systems.
Skup się na Ziemi: Misja Elfen
Elfen skupiłby się bliżej domu, badając ziemską magnetosferę – obszar przestrzeni wokół planety, na który wpływa jej pole magnetyczne. Elfen miałby zmierzyć skład jonów przenoszonych przez wiatr słoneczny w górę rzeki, a także skład jonów znajdujących się na nocnej stronie ziemskiej magnetosfery. Jony te to atomy, takie jak węgiel, tlen i azot podobny do wodoru lub helu, które są prawie lub całkowicie pozbawione elektronów, które mogą powodować emisję promieni rentgenowskich w pobliżu Ziemi, a także przepływać do i z górnych warstw Ziemi atmosfera.
Projekt Elfen i oczekiwany wkład
Otrzymawszy dofinansowanie w wysokości 200 000 funtów od Brytyjskiej Agencji Kosmicznej, Elfen to koncepcja misji CubeSat, która będzie wyposażona w spektrometr zbudowany przez Uniwersytet Michigan i magnetometr zbudowany przez Imperial College w Londynie we współpracy z Oxford Space Systems. W ramach rocznej misji orbitowałaby w odległości 12 promieni Ziemi (około 76 000 km).
Oczekuje się, że znaczenie regionu głębokiej przestrzeni kosmicznej, który Elfen mogłaby zbadać, wzrośnie ze względu na rosnące zainteresowanie wpływem pogody kosmicznej i zwiększone zainteresowanie podróżami przez przestrzeń bliską Ziemi na Księżyc.
„Elfen to nowatorska, opłacalna, a jednocześnie o wysokiej wartości misja naukowa, która wzmacnia stosunki między Wielką Brytanią a USA, opierając się na mocnych stronach brytyjskich badań w zakresie eksploracji głębokiego kosmosu, pogody kosmicznej i platform CubeSat” – powiedziała dr Jennifer Carter, stypendystka Royal Society Dorothy Hodgkin w Szkole Fizyki i Astronomii Uniwersytetu Leicester.
„Wpływ ciężkich jonów wiatru słonecznego na sprzężony układ Słońce-Ziemia jest słabo poznany. Nie rozumiemy również, w jaki sposób ciężkie jony dostają się do nocnej strony, czyli ogona ziemskiej magnetosfery. Elfen odpowiedziałaby na oba te pytania. Elfen wspiera także przyszłe misje, takie jak SMILE, które wykorzystują emisję promieniowania rentgenowskiego powstałą w wyniku interakcji ciężkich jonów wiatru słonecznego z wodorem wokół Ziemi do obrazowania dużych obszarów magnetosfery”.
Inne instytucje akademickie zaangażowane w modelowanie nauki i wyniki misji to: Uniwersytetu w WarwickLATMOS (Francja), Uniwersytet w Bergen (Norwegia), Mullard Space Science Systems i University College London (Wielka Brytania), IRAP (Francja) oraz Centrum Uniwersyteckie na Svalbardzie (Norwegia).
