اولین پرتوهای نور خورشید رصدخانه خورشیدی بالونی Sunrise III

آماده برای ماموریت: اولین نور رصدخانه خورشیدی بالونی Sunrise III. اعتبار: MPS، A. Gandorfer

تقریباً یک ماه قبل از شروع پرواز تحقیقاتی خود در استراتوسفر، رصدخانه خورشیدی Sunrise III برای اولین بار از محل پرتاب خود در مدار شمالگان به خورشید نگاه کرده است. در ماه ژوئن، Sunrise III از مرکز فضایی اسرانج، پایگاه موشکی و بالون آژانس فضایی سوئد (SSC) در کیرونا (سوئد) بلند خواهد شد و تا ارتفاع حدود 35 کیلومتری صعود خواهد کرد. در طول پرواز چند روزه خود، اندازه‌گیری‌های منحصر به فردی از خورشید انجام خواهد داد. به این ترتیب، فرآیندهای کروموسفر، لایه بسیار پویا بین سطح مرئی و جو بیرونی خورشید، با دقت بیشتری نسبت به قبل قابل مشاهده خواهند بود. در هفته‌های باقی‌مانده تا پرتاب، تیم‌های فنی و علمی از آلمان، اسپانیا، ژاپن و ایالات متحده همه سیستم‌ها و ابزارهای علمی را برای مأموریت خود آماده کرده و رویه‌ها و عملیات پرواز را تمرین خواهند کرد.

از ابتدای ماه آوریل، مرکز فضایی استرانج در کیرونا (سوئد) صحنه آخرین تدارکات برای پرواز Sunrise III بوده است. تمام سخت افزارها، از جمله تله کابین، تلسکوپ خورشیدی و ابزار علمی که به قطعات جداگانه جدا شده بودند، با کامیونی از موسسه تحقیقاتی ماکس پلانک برای تحقیقات منظومه شمسی (MPS) در گوتینگن (آلمان) به آنجا رفته بودند. MPS این مأموریت را رهبری می‌کند. از آن زمان به بعد، دمای یخ تا 15- درجه سانتیگراد که در بدو ورود وجود داشت، جای خود را به شرایط قابل تحمل‌تری داده است. به اصطلاح “نوردهی اولیه”، اولین نگاه اجمالی Sunrise III به خورشید، در دمای حدود انجماد رخ داد.

مدیر پروژه Sunrise III و دانشمند MPS  آندرآس کورپی ـ لاگ با نگاهی به چند ماه گذشته می‌گوید: پرتاب از مدار شمالگان مستلزم تلاش لجستیکی قابل توجهی است. اما برای موفقیت علمی این ماموریت، سایت پرتاب از راه دور در شمال بسیار مهم است. از آنجایی که خورشید در تابستان فراتر از مدار شمالگان غروب نمی‌کند، Sunrise III می‌تواند داده‌های رصدی را در طول ساعت در طول پرواز خود ثبت کند. بر روی زمین، محققانی که خورشید را مطالعه می‌کنند، بهترین شرایط را در مکانهایی مانند هاوایی، جزایر قناری و جنوب غربی ایالات متحده پیدا می‌کنند. اما در آنجا، حتی در بهترین فصل مشاهده، معمولاً در اوایل تابستان، اندازه‌گیری‌ها معمولاً به چند ساعت در روز محدود می‌شوند.

یکی دیگر از مزایای Sunrise III مشاهده ارتفاع آن است. در هنگام پرتاب، یک بالون عظیم پر از هلیوم، رصدخانه 6 متری را تا ارتفاع تقریباً 35 کیلومتری به داخل استراتوسفر می‌برد. سپس باد هر دو را به سمت غرب می‌برد. در این ارتفاع که تقریباً نشان‌دهنده فضا است، جو آنقدر نازک است که تلاطم هوا چشم‌اندازش را پنهان نمی‌کند. علاوه بر این، Sunrise III به تابش فرابنفش خورشید دسترسی دارد که بیشتر آن توسط جو زمین جذب می‌شود. سامی سولانکی، محقق اصلی Sunrise III، مدیر MPS می‌گوید: «فقط کاوشگرها در فضا شرایط رصدی بهتری را ارائه می‌دهند.

اولین نوردهی در کیرونا، فرصتی برای آزمایش و کالیبره کردن همه سیستمها با نور طبیعی خورشید است. جرثقیل در سالن بزرگ، که به عنوان “خانه” Sunrise III در مرکز فضایی Esrange عمل می‌کند، رصدخانه شش تنی را چند سانتی‌متر از زمین بلند می‌کند. برای اولین بار، گوندولا به طور خودکار خود را با خورشید هماهنگ می‌کند (درست همانطور که در طول پرواز تحقیقاتی انجام می‌شود). پرتوهای نور خورشید به داخل تلسکوپ و از آنجا به ابزار علمی و سیستم تثبیت کننده تصویر می‌رسد. تیم‌های علمی و مهندسی در جلوی صفحه‌نمایش رایانه‌شان در سالن، نحوه واکنش سیستم‌ها را زیر نظر دارند.

Sunrise III مجهز به سه ابزار علمی است. آنها با هم، داده‌های مشاهداتی جامعی را از منطقه درست زیر سطح مرئی خورشید تا کروموسفر فوقانی، حدود 2000 کیلومتر بالاتر، ارائه می‌دهند. آنها نور مادون قرمز، مرئی و فرابنفش را از این منطقه می‌گیرند و بنابراین امکان تجسم فرآیندهای دینامیکی و میدانهای مغناطیسی را فراهم می‌کنند. علاوه بر این، Sunrise III دارای یک سیستم لرزشگیر تصویر پیچیده است. این امر تضمین می‌کند که رصدخانه داده‌های بسیار دقیقی را حتی روی بالون در حال لرزش ثبت می‌کند.

اندازه قابل توجه: رصدخانه خورشیدی Sunrise III در مجموع شش متر ارتفاع دارد. اعتبار: MPS، A. Gandorfer

کروموسفر خورشید بین سطح مرئی و جو بیرونی آن یعنی تاج قرار دارد. در این لایه اتصال، جهش دمای بسیار زیاد اتفاق می‌افتد: از 6000 درجه سانتیگراد نسبتاً متوسط ​​در سطح تا 20000 درجه سانتیگراد. در لایه‌های بالا، دما تا یک میلیون درجه سانتیگراد افزایش می‌یابد. سولانکی می‌گوید: «حتی پس از دهه‌ها تحقیق مدرن خورشیدی، کروموسفر هنوز مرموز است. او می‌افزاید: «تعداد زیادی از فرآیندهایی که ما هنوز به طور کامل آن‌ها را درک نکرده‌ایم، در کروموسفر رخ می‌دهند و انرژی تاج را تأمین می‌کنند.» در هماهنگی، این فرآیندها نه تنها دمای فوق‌العاده بالای تاج را ایجاد می‌کنند، بلکه فوران‌های شدیدی را نیز تسهیل می‌کنند که در آن خورشید به طور مکرر ذرات و تشعشعات را به فضا پرتاب می‌کند.

داده‌های رصدی Sunrise III بهترین وضوح ارتفاع را از کروموسفر ارائه می‌کند: دقیق‌تر از همیشه، آیا می‌توان فرآیندهای فردی را به ارتفاع دقیقی از سطح خورشید اختصاص داد. آچیم گاندورفر، دانشمند پروژه Sunrise III، می‌گوید: «با Sunrise III، ما می‌توانیم فرآیندهای کروموسفر را بهتر از همیشه ردیابی کنیم.

چندین هفته می گذرد تا پرواز ماجراجویانه Sunrise III آغاز شود و رصدخانه اولین داده‌های خود را جمع‌آوری کند. در طول این مدت، تمام سیستمها راه اندازی شده و رویه‌های حین پرواز تمرین می‌شود. کورپی لاگ میگوید: “پرواز فقط چند روز طول خواهد کشید. همه چیز باید از همان ابتدا به آرامی کار کند.” بسته به سرعت باد، Sunrise III پس از حدود پنج تا هفت روز به مناطق خالی از سکنه شمال شرقی کانادا خواهد رسید. در آنجا رصدخانه با چتر نجات فرود خواهد آمد.

با این حال، تاریخ دقیق پرتاب بر اساس آب و هوا تعیین می‌شود. اگر بارندگی وجود داشته باشد، Sunrise III نمی‌تواند بلند شود. بادهای آرام نیز لازم است. کورپی لاگ می‌گوید: “تدارکات ما طبق برنامه پیش می‌رود. ما در اوایل ژوئن آماده راه‌اندازی خواهیم بود.” مرحله آخر ماجراجویی آغاز شده است.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

First rays of sunlight for balloon-borne solar observatory Sunrise III

by Max Planck Society MAY 6, 2022

https://phys.org/news/2022-05-rays-sunlight-balloon-borne-solar-observatory.html