ESAs næste solmission vil være skyggekastende par

Efter Solar Orbiter, ESA's næste mission for at observere solen bliver ikke et rumfartøj, men to:de dobbelte satellitter, der udgør Proba-3, vil flyve i formation for at kaste en kunstig solformørkelse, åbner det klareste udsyn til solens svage atmosfære til dato – og undersøger mysterierne om dens millioner graders varme og magnetiske udbrud.

Sigter mod lancering i midten af ​​2022, Proba-3 består af to små meter-skala satellitter, der skal placeres sammen i kredsløb om Jorden. De vil stille op for at kaste en præcis skygge hen over rummet for at blokere solskiven i seks timer ad gangen i hver 20 timers kredsløb, give forskerne et vedvarende udsyn til solens umiddelbare nærhed.

Præcisionsformationsflyvning

"For at opnå dette skal satellitparret opnå en hidtil uset præcision af flyvekontrol, " forklarer Proba-3 system manager Damien Galano. "De skal justeres langs en gennemsnitlig afstand på 144 m fra hinanden, vedligeholdes med en nøjagtighed på få millimeter. Ved at opnå sådanne præcisionsformationsflyveteknikker, i fremtiden kan flere små satellitter udføre opgaver svarende til individuelle gigantiske rumfartøjer."

Proba-3's fokus vil være solens svage atmosfære, eller corona, som strækker sig millioner af kilometer fra soloverfladen og er kilden til solvinden og koronale masseudslip - enorme magnetiske udbrud, der kan påvirke rumvejret helt til selve Jorden.

Coronaen er også grundlaget for et mangeårigt videnskabeligt mysterium:mens solens overflade er forholdsvis kølige 6000 °C, koronaen stiger til en sydende million grader eller mere - i tilsyneladende trods mod termodynamikkens love.

Men solens blændende ansigt maskerer normalt de svage, pjusket corona, som et flammende bål ved siden af ​​en ildflue.

Afsløring af solkoronaen

"Indtil nu, den bedste måde at se koronaen på er kortvarigt under en solformørkelse på Jorden, ellers ved at bruge et 'coronagraph'-instrument, der indeholder en eller flere blokerende - eller 'okkulterende' - skiver for at udslette solens skive, " siger solforsker Andrei Zhukov fra Royal Observatory of Belgium (ROB).

Han er hovedefterforsker af Proba-3's vigtigste ASPIICS (Association of Spacecraft for Polarimetric and Imaging Investigation of the Corona of the sun) teleskop, mens han også tjente som ROB's projektforsker af Solar Orbiters Extreme Ultraviolet Imager (EUI).

"Men sollys bøjer stadig omkring sådanne blokerende skiver - kendt som 'diffraktion' - hvilket kan føre til et højt niveau af strølys i et instrument, forringe det resulterende billede, " tilføjer Andrei.

"Idéen bag Proba-3 er at femdoble det strølys og samtidig observere meget tæt på kanten af ​​solen, ved at flyve den eksterne blokeringsskive langt væk fra resten af ​​teleskopet, ombord på en separat satellit.

"Jeg ser frem til det tidspunkt, hvor Proba-3 opererer sammen med andre solsemissioner. Mens Solar Orbiters EUI observerer ændringer på soloverfladen i ekstrem ultraviolet, Proba-3 vil tydeligt vise tilknyttede funktioner i den indre korona i synligt lys, afslører interaktioner mellem solen og dens omgivelser."

Mission tager form

Missionen har bestået sin "kritiske designgennemgang, ", der fører til fremstilling og test af satellithardware.

"Prototypen af ​​den 1,4 m diameter eksterne okkulteringsskive har gennemgået test, " forklarer Delphine Jollet, platform systemingeniør.

"Dens kant, lavet af temperaturbestandig kulfiberforstærket polymer (CFRP), skal opfylde meget strenge krav for præcist at holde sin torusform, designet til at minimere, at straylight spilder ud over dets kanter ind i ASPIICS. Dygtigt håndværk er afgørende for at forberede CFRP-layoutet til støbning."

"En sekundær intern okkultskive er monteret i instrumentet, denne kun 3,5 mm i diameter, men med tilsvarende strenge dimensionelle standarder, " bemærker Proba-3 nyttelastingeniør Jorg Versluys.

"Denne interne okkulter er en del af kvalifikationsmodellen for ASPIICS-instrumentet, der testes i simulerede rumforhold."