NASAEksperyment diagnostyczny korony (CODEX) ma zostać uruchomiony w USA Międzynarodowa Stacja Kosmiczna w celu poznania nowych szczegółów na temat wiatru słonecznego, w tym jego pochodzenia i ewolucji.
Zainstalowany na zewnątrz stacji CODEX będzie wykorzystywał zaawansowane filtry do blokowania światła słonecznego, umożliwiając szczegółową obserwację korony słonecznej i wiatru słonecznego. Ten innowacyjny koronograf pomoże naukowcom zrozumieć, co podgrzewa wiatr słoneczny i wypycha go na zewnątrz.
Eksperyment diagnostyczny koronalny NASA (CODEX)
Start na pokładzie zaplanowano na dzisiaj SpaceX31. komercyjna misja zaopatrzeniowa, KODEKS zostanie automatycznie zainstalowany na zewnątrz stacji. Jako koronograf słoneczny, CODEX będzie blokował jasne światło powierzchniowe Słońca, umożliwiając wyraźniejszy obraz zewnętrznej atmosfery Słońca, czyli korony.
„Instrument CODEX to koronograf słoneczny nowej generacji” – powiedział Jeffrey Newmark, główny badacz instrumentu i naukowiec w Centrum Lotów Kosmicznych Goddarda NASA w Greenbelt w stanie Maryland. „Ma podwójne zastosowanie — jest zarówno demonstracją technologii, jak i umożliwia prowadzenie badań naukowych”.
W przeciwieństwie do poprzednich koronografów, CODEX wykorzystuje zaawansowane filtry, które oprócz jego gęstości mogą mierzyć temperaturę i prędkość wiatru słonecznego. Podczas gdy standardowe koronografy rejestrują osocze gęstość wypływającą ze Słońca, CODEX łączy pomiary gęstości z temperaturą i prędkością, dając naukowcom pełniejszy obraz właściwości wiatru słonecznego.
Badanie ewolucji i struktury wiatru słonecznego
„To nie jest tylko migawka” – powiedziała Nicholeen Viall, współbadacz CODEX i heliofizyk w NASA Goddard. „Będziecie mogli zobaczyć ewolucję struktur wiatru słonecznego, od momentu ich powstania z korony słonecznej, aż do wypłynięcia na zewnątrz i przekształcenia się w wiatr słoneczny”.
Instrument CODEX dostarczy naukowcom więcej informacji, które pozwolą zrozumieć, co podgrzewa wiatr słoneczny do temperatury około 1,8 miliona stopni Fahrenheita – około 175 razy gorętszy niż powierzchnia Słońca – i wysyła go strumieniem ze Słońca z prędkością prawie miliona mil na godzinę.
Dziedzictwo CODEX-u w zakresie testów naziemnych
Premiera tego instrumentu jest najnowszym krokiem w długiej historii instrumentu. Na początku XXI wieku oraz w sierpniu 2017 roku naukowcy z NASA przeprowadzili naziemne eksperymenty podobne do CODEX podczas całkowitych zaćmień Słońca. Koronograf naśladuje to, co dzieje się podczas całkowitego zaćmienia słońca, zatem to naturalnie występujące zjawisko stanowiło dobrą okazję do przetestowania instrumentów mierzących temperaturę i prędkość wiatru słonecznego.
W 2019 r. Naukowcy z NASA wystartowali eksperyment balonowego badania temperatury i prędkości elektronów w koronie (BITSE). Balon wielkości boiska do piłki nożnej przeniósł prototyp CODEX-u na wysokość 35 km nad powierzchnię Ziemi, gdzie atmosfera jest znacznie rzadsza, a niebo ciemniejsze niż nad ziemią, co umożliwiło lepsze obserwacje. Jednak ten obszar atmosfery ziemskiej jest nadal jaśniejszy niż sama przestrzeń kosmiczna.
„Widzieliśmy wystarczająco dużo dzięki BITSE, aby zobaczyć, że technika zadziałała, ale nie na tyle, aby osiągnąć długoterminowe cele naukowe” – powiedział Newmark.
Zalety CODEX-u na ISS i maksymalny czas słoneczny
Teraz, instalując CODEX na stacji kosmicznej, naukowcy będą mogli oglądać koronę słoneczną bez walki z jasnością ziemskiej atmosfery. Jest to również korzystny moment na wystrzelenie instrumentu, ponieważ Słońce osiągnęło maksymalną fazę aktywności słonecznej, czyli okres wysokiej aktywności podczas swojego 11-letniego cyklu.
„Rodzaje wiatru słonecznego, które wytwarzamy podczas maksimum słonecznego, różnią się od niektórych rodzajów wiatru, które wytwarzamy podczas minimum słonecznego” – powiedział Viall. „W tym czasie powstają różne struktury koronalne, które prowadzą do powstania różnych rodzajów wiatru słonecznego”.
Analiza różnych typów wiatru słonecznego
Ten koronograf będzie przyglądał się dwóm rodzajom wiatru słonecznego. W jednym przypadku wiatr słoneczny przemieszcza się bezpośrednio na zewnątrz naszej gwiazdy, przyciągając pole magnetyczne Słońca do heliosfery, bańki otaczającej nasz Układ Słoneczny. Drugi rodzaj wiatru słonecznego powstaje w wyniku linii pola magnetycznego, które początkowo są zamknięte niczym pętla, a następnie otwierają się.
Te zamknięte linie pola zawierają gorącą, gęstą plazmę. Kiedy pętle się otwierają, gorąca plazma zostaje wrzucona w wiatr słoneczny. Chwila te „plamy”.plazmy są obecne przez cały cykl słoneczny, naukowcy spodziewają się, że ich położenie ulegnie zmianie ze względu na złożoność magnetyczną korony podczas maksimum słonecznego. Instrument CODEX zaprojektowano po raz pierwszy w celu sprawdzenia, jak gorące są te plamy.
Synergia z misjami słonecznymi: Solar Orbiter i Sonda słoneczna Parkera
Koronograf będzie również opierał się na badaniach przeprowadzonych w ramach trwających misji kosmicznych, takich jak wspólna ESA (Europejska Agencja Kosmiczna) i misja NASA Solar Orbiter, na której znajduje się również koronograf, oraz należąca do NASA sonda Parker Solar Probe. Na przykład CODEX będzie badał wiatr słoneczny znacznie bliżej powierzchni Słońca, podczas gdy Parker Solar Probe będzie badał go nieco dalej. Wystrzelony w 2025 r. polarymetr NASA mający na celu ujednolicenie korony i heliosfery (DZIURKACZ) misja przeprowadzi obserwacje 3D korony słonecznej, aby dowiedzieć się, w jaki sposób znajdująca się tam masa i energia przekształcają się w wiatr słoneczny.
Porównując te odkrycia, naukowcy mogą lepiej zrozumieć, w jaki sposób powstaje wiatr słoneczny i jak zmienia się wiatr słoneczny w miarę oddalania się od Słońca. Badania te pogłębiają naszą wiedzę na temat pogody kosmicznej, czyli warunków panujących w przestrzeni, które mogą oddziaływać z Ziemią i statkami kosmicznymi.
„Podobnie jak w przypadku huraganów, tak samo chcesz zrozumieć atmosferę, przez którą przepływa burza” – powiedział Newmark. „Obserwacje CODEX przyczynią się do zrozumienia regionu, przez który przemieszcza się pogoda kosmiczna, pomagając ulepszyć prognozy”.
Instrument CODEX powstał w wyniku współpracy Centrum Lotów Kosmicznych im. Goddarda należącego do NASA oraz Koreańskiego Instytutu Astronomii i Nauk o Przestrzeni Kosmicznej, przy dodatkowym udziale Włoskiego Narodowego Instytutu Astrofizyki.
