HELSINKI — Μια πρωτοποριακή κοινή επιστημονική αποστολή της ESA και της Κίνας για τη μελέτη της μαγνητόσφαιρας της Γης αναμένεται να εκτοξευθεί στις 19 Μαΐου, έπειτα από δέκα χρόνια προετοιμασίας.
Η αποστολή Solar wind Magnetosphere Ionosphere Link Explorer (SMILE), που αναπτύχθηκε από κοινού από τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Διαστήματος και την Κινεζική Ακαδημία Επιστημών (CAS), είναι προγραμματισμένο να εκτοξευθεί με πύραυλο Vega C από το Κουρού της Γαλλικής Γουιάνας, στη Νότια Αμερική, στις 11:52 μ.μ. Eastern στις 18 Μαΐου (03:52 UTC ή 00:52 τοπική ώρα στις 19 Μαΐου).
Η αποστολή στοχεύει να βελτιώσει την κατανόηση της μαγνητόσφαιρας της Γης και του τρόπου με τον οποίο αλληλεπιδρά με τον ηλιακό άνεμο, τις ηλιακές καταιγίδες και τον διαστημικό καιρό, με επιπτώσεις στις υποδομές σε τροχιά και στη Γη. Η αποστολή επιλέχθηκε το 2015, έπειτα από διαγωνιστική διαδικασία, ανάμεσα σε 13 προτάσεις στους τομείς της αστροφυσικής, της ηλιοφυσικής και της θεμελιώδους φυσικής από κοινές ομάδες ESA-CAS.
Ο δορυφόρος Smile, συνολικής μάζας 2.200 κιλών, εκ των οποίων τα 1.500 κιλά είναι προωθητικό, θα τεθεί αρχικά σε τροχιά με κλίση 70 μοιρών και στη συνέχεια θα χρησιμοποιήσει περίπου το 90% του καυσίμου του μέσα σε έναν μήνα για να μπει σε ιδιαίτερα κεκλιμένη και ιδιαίτερα ελλειπτική τροχιά γύρω από τη Γη. Το Smile θα φτάσει σε απόγειο περίπου 121.000 χιλιόμετρα πάνω από τον Βόρειο Πόλο, κάτι που θα του επιτρέψει να παρατηρεί την πλευρά του γήινου μαγνητικού πεδίου που «βλέπει» προς τον Ήλιο, με κάμερες ευρέος πεδίου υπεριώδους (SXI) και υπεριώδους ακτινοβολίας (UVI).
Σε αυτή την εξειδικευμένη τροχιά, η τριετής κύρια αποστολή θα βλέπει το Smile να περνά περίπου 40 ώρες από κάθε διήμερη τροχιά παρατηρώντας τις επιπτώσεις του ηλιακού ανέμου και των εκτινάξεων μάζας από το στέμμα του Ήλιου στη μαγνητόσφαιρα της Γης, καθώς και τις δευτερογενείς επιδράσεις στην ιονόσφαιρα, προσφέροντας νέα στοιχεία για το πώς αλληλεπιδρούν ο Ήλιος και η Γη.
«Με το να βλέπουμε πραγματικά αυτό το σχήμα, να βλέπουμε ολόκληρη αυτή την περιοχή, θα αποκτήσουμε πολύ καλύτερη κατανόηση αυτής της αλληλεπίδρασης ανάμεσα στον Ήλιο και τη Γη», δήλωσε ο Colin Forsyth, Ευρωπαίος συν-κύριος ερευνητής του Smile, στη συνέντευξη Τύπου πριν από την εκτόξευση στις 26 Μαρτίου.
«Αυτή η μαγνητόσφαιρα εκτρέπει αυτά τα φορτισμένα σωματίδια γύρω μας. Κάποια από αυτά τα συλλαμβάνει και μας προστατεύει από αυτά τα φορτισμένα σωματίδια, ώστε να μην κατεβαίνουν στην ατμόσφαιρά μας και να προκαλούν μεγάλα προβλήματα εδώ στη Γη», είπε ο Forsyth.
Το 1989, μια γεωμαγνητική καταιγίδα έθεσε για λίγο εκτός λειτουργίας το δίκτυο ηλεκτροδότησης του Κεμπέκ, ενώ το συμβάν Carrington το 1859, η πιο έντονη ηλιακή καταιγίδα που έχει καταγραφεί, προκάλεσε σέλας σε όλο τον κόσμο και παρεμβολές στα τηλεγραφικά συστήματα. Ένα αντίστοιχο φαινόμενο σε μια πολύ πιο τεχνολογικά ανεπτυγμένη εποχή θα μπορούσε να θέσει σε κίνδυνο διαστημόπλοια και αστροναύτες και να προκαλέσει οικονομικά καταστροφικές ηλεκτρονικές διαταραχές στο έδαφος, χωρίς έγκαιρη προειδοποίηση.
«Αυτό είναι το είδος του πράγματος που θέλουμε να καταλάβουμε», είπε ο Forsyth για τη μαγνητόσφαιρα. «Πώς λειτουργεί αυτό το σύστημα; Πώς μας προστατεύει; Και πότε καταρρέει; Πώς καταλήγει να προκαλεί μικρές αστοχίες ή ακόμη και μεγάλες αστοχίες, που μπορούν ενδεχομένως να δημιουργήσουν κινδύνους για τις υποδομές στο έδαφος;»
Το Smile θα προσφέρει την πρώτη παγκόσμια απεικόνιση της μαγνητόσφαιρας σε ακτίνες Χ —μια τεράστια περιοχή σε σχήμα κομήτη που περιβάλλει τη Γη— μέσω της εκπομπής charge exchange του ηλιακού ανέμου, που περιλαμβάνει μαλακές ακτίνες Χ και ακραίο υπεριώδες φως και παράγεται όταν ιονισμένα σωματίδια του ηλιακού ανέμου αλληλεπιδρούν με ουδέτερα άτομα.
Ο αισθητήρας SXI, που αναπτύχθηκε από το Πανεπιστήμιο του Leicester στη Βρετανία, χρησιμοποιεί οπτική lobster-eye μαζί με μερικούς από τους μεγαλύτερους CCD που έχουν πετάξει ποτέ στο διάστημα, με τεχνολογική κληρονομιά από το Plato (PLAnetary Transits and Oscillations of stars), το οποίο αναμένεται να εκτοξευθεί το 2027. Οι CCD πρέπει να ψύχονται στους μείον 120 βαθμούς Κελσίου, κάτι που αποτελεί από μόνο του τεχνική πρόκληση και απαιτεί στενή συνεργασία ανάμεσα στην ευρωπαϊκή και την κινεζική πλευρά.
Εκτός από τα SXI και UVI, υπάρχουν επίσης όργανα in-situ αναλυτή ιόντων και μαγνητόμετρου που συμπληρώνουν τους απεικονιστές. Το Smile θα πραγματοποιήσει επίσης 45 ώρες συνεχών παρατηρήσεων του σέλαος. Παρότι θα διερευνά τη βασική φυσική της αλληλεπίδρασης Ήλιου-Γης, η αποστολή δεν θα λειτουργεί ως πραγματικός χάρτης διαστημικού καιρού σε πραγματικό χρόνο.
Το SMILE σηματοδοτεί την πρώτη φορά που οι δύο πλευρές σχεδίασαν, υλοποίησαν, εκτόξευσαν και θα λειτουργήσουν από κοινού μια αποστολή. Η ESA παρέχει την εκτόξευση της αποστολής και το payload module, με την Airbus ως βασικό ανάδοχο, καθώς και ένα από τα τέσσερα ωφέλιμα φορτία. Η CAS είναι υπεύθυνη για τρία επιστημονικά όργανα και για τις επιχειρήσεις της αποστολής και της επιστήμης. Τα δεδομένα θα αποστέλλονται στον σταθμό O’Higgins στην Ανταρκτική, που λειτουργεί από το Γερμανικό Κέντρο Αεροδιαστημικής (DLR), και στον σταθμό Sanya της Κίνας.
Η διευθύντρια επιστημών της ESA, Carole Mundell, δήλωσε ότι η συνεργασία δείχνει πως η επιστήμη μπορεί να ενώσει ομάδες πέρα από πολιτικές διαφορές.
Η αποστολή είχε αρχικά προγραμματιστεί να εκτοξευθεί στις 9 Απριλίου, αλλά μετατέθηκε έπειτα από την ανακάλυψη τεχνικού προβλήματος σε γραμμή παραγωγής υποσυστήματος, μετά την ενσωμάτωση του εκτοξευτή Vega C VV29. Η αναβολή έρχεται ύστερα από χρόνια καθυστερήσεων, καθώς η αποστολή είχε αρχικά στόχο εκτόξευσης το 2021. Στα προβλήματα περιλαμβάνονταν η αλλαγή ορισμένων εξαρτημάτων μετά από αξιολόγηση ελέγχου εξαγωγών το 2020, καθώς και οι επιπτώσεις της έξαρσης της COVID-19. Οι καθυστερήσεις σημαίνουν ότι η αποστολή δεν θα εκτοξευθεί κατά το ηλιακό μέγιστο, που εμφανίζεται μία φορά κάθε 11 χρόνια, όπως είχε σχεδιαστεί, αν και παραμένει αρκετά κοντά ώστε να εξυπηρετεί τους επιστημονικούς της στόχους.
Η συνεργασία βασίζεται στην προηγούμενη επιτυχία της αποστολής Double Star, αν και επί του παρόντος δεν υπάρχουν συγκεκριμένα σχέδια για μελλοντική συνεργασία στη διαστημική επιστήμη. Σε ευρύτερο επίπεδο, η ESA έχει εγκαταλείψει τα σχέδια για αποστολή αστροναυτών στον διαστημικό σταθμό Tiangong, ενώ η συνεργασία της Κίνας με τη Ρωσία περιορίζει σε μεγάλο βαθμό τη συνεργασία στην εξερεύνηση της Σελήνης.
Η εκτόξευση από το Κουρού θα είναι η έβδομη για τον Vega C και η πρώτη στην οποία η ιταλική εταιρεία Avio αναλαμβάνει ρόλο φορέα εκτόξευσης.
