Έτοιμο για εκτόξευση προς τον Ήλιο το Solar Orbiter
Όλα είναι έτοιμα για να ξεκινήσει η Ευρώπη -με τη συμβολή των ΗΠΑ- τη δική της αποστολή μελέτης του Ήλιου, στέλνοντας σε τροχιά γύρω από το άστρο μας το σκάφος Solar Orbiter του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ESA), το οποίο για πρώτη φορά θα φωτογραφήσει τις αχαρτογράφητες έως τώρα πολικές περιοχές του Ήλιου. Παράλληλα, θα μελετήσει την ατμόσφαιρα του Ήλιου (γνωστή ως στέμμα), τον ηλιακό δίσκο, τον ηλιακό άνεμο, τα ηλιακά μαγνητικά πεδία και την αλληλεπίδραση Γης-Ήλιου.
Θα είναι η δεύτερη διαστημοσυσκευή που θα ρίξει περισσότερο φως στα μυστήρια του Ήλιου, μαζί με το σκάφος Parker Solar Probe της Αμερικανικής Διαστημικής Υπηρεσίας (NASA), το οποίο εκτοξεύθηκε πριν από ενάμισι χρόνο και ήδη έχει τεθεί σε τροχιά γύρω του. Το μεγάλο πλεονέκτημα του Solar Orbiter είναι ότι μπορεί να «κοιτάξει στα μάτια» τον Ήλιο και να τον φωτογραφήσει, κάτι που δεν μπορεί να κάνει το αμερικανικό σκάφος.
Το κόστους 1,5 δισεκατομμυρίου ευρώ και βάρους 1.800 κιλών Solar Orbiter ή εν συντομία SolO, το οποίο κατασκευάστηκε από την Airbus και διαθέτει μια ειδική θερμική ασπίδα προστασίας που αντέχει θερμοκρασίες έως 500 βαθμών Κελσίου, προγραμματίζεται να εκτοξευθεί τη Δευτέρα 10 Φεβρουαρίου (ώρα Ελλάδας 06:00) με ένα μεγάλο αμερικανικό πύραυλο Atlas V από το Ακρωτήριο Κανάβεραλ της Φλόριντα. Θα φθάσει σε απόσταση περίπου 42 εκατομμυρίων χιλιομέτρων από τον Ήλιο, έναντι μόνο 6,1 εκατ. χλμ. που θα φθάσει το Parker Solar Probe.
Όμως, αν και από πιο μακριά, το Solar Orbiter, το οποίο διαθέτει δέκα επιστημονικά όργανα και κάμερες, θα τραβήξει τις πρώτες εικόνες των πόλων του Ήλιου, κάτι που δεν έχει γίνει ποτέ έως τώρα. Μόνο τότε οι επιστήμονες θα έχουν μια ολοκληρωμένη εικόνα για το μαγνητικό πεδίο του άστρου μας, κάτι που, μεταξύ άλλων, θα βοηθήσει στην πρόγνωση του διαστημικού καιρού.
Οι πόλοι του Ήλιου παρουσιάζουν τεράστιες περιοχές, τις στεμματικές οπές, που είναι λιγότερο θερμές και πυκνές σε σχέση με το περιβάλλον τους. Φορτισμένα σωματίδια διαφεύγουν συνεχώς μέσω αυτών των περιοχών από το εσωτερικό του άστρου και το νέο σκάφος θα μελετήσει το φαινόμενο αυτό.
Ένας Έλληνας επιστήμονας της ESA, ο αστροφυσικός Γιάννης Ζουγανέλης, έχει σημαντική συμμετοχή ως επιστημονικός υπεύθυνος του Solar Orbiter, σε ρόλο συντονισμού όλων των Ευρωπαίων και Αμερικανών επιστημόνων και μηχανικών που εμπλέκονται στην αποστολή. Είναι ένας από τους τέσσερις επιστημονικούς υπευθύνους της αποστολής (δύο από την ESA και δύο από τη NASA) από το 2014 και για τα επόμενα δέκα χρόνια λειτουργίας μετά την εκτόξευση.
Επίσης είναι υπεύθυνος για τον σχεδιασμό και προγραμματισμό όλων των παρατηρήσεων στη συνολική διάρκεια της αποστολής και για τις συντονισμένες παρατηρήσεις με άλλες μεγάλες αποστολές, όπως το Parker Solar Probe της NASA και το BepiColombo της ESA που ταξιδεύει από πέρυσι προς τον Ερμή. Ο Έλληνας επιστήμονας είναι απόφοιτος του Τμήματος Φυσικής του Πανεπιστημίου Αθηνών (2001), με διδακτορικό στην αστροφυσική από το Πανεπιστήμιο Ντενί Ντιντερό του Παρισιού και με ειδίκευση στην ηλιοφυσική και ειδικότερα στη μελέτη του ηλιακού ανέμου.
Όπως δήλωσε στο Αθηναϊκό και Μακεδονικό Πρακτορείο Ειδήσεων, «ο ρόλος μου είναι να μεγιστοποιήσω τα αποτελέσματα της αποστολής, επιβλέποντας το εγχείρημα σε όλα τα στάδια ανάπτυξης και λειτουργίας, με τρόπο ώστε να εγγυηθούμε ότι όλα θα πάνε καλά. Δηλαδή ότι όλα θα λειτουργήσουν έτσι ώστε να έχουμε το καλύτερο δυνατό αποτέλεσμα ως προς την έρευνα που θέλουμε να διεξάγουμε».
Όπως ανέφερε, «αυτό που θέλουμε να κάνουμε με το Solar Orbiter, είναι να κατανοήσουμε πώς το άστρο μας δημιουργεί και ελέγχει το συνεχώς μεταβαλλόμενο διαστημικό περιβάλλον στο ηλιακό μας σύστημα. Υπάρχουν ακόμη βασικά μυστήρια για τον Ήλιο μας, τα οποία παραμένουν άλυτα».
Οι επιστήμονες προσδοκούν ότι, με τα νέα στοιχεία που θα αποκτήσουν για την ηλιόσφαιρα, την τεράστια φυσαλίδα μαγνητισμένου πλάσματος που περιβάλλει το ηλιακό μας σύστημα, θα μπορούν μελλοντικά να προβλέπουν καλύτερα τις δυνητικά επικίνδυνες ηλιακές εκρήξεις και καταιγίδες, που στέλνουν καταιγισμό φορτισμένων σωματιδίων προς τη Γη, επηρεάζοντας δορυφόρους, GPS και ηλεκτρικά δίκτυα.
Το ευρωπαϊκό σκάφος -που συνεχίζει την κληρονομιά των προηγούμενων ηλιακών αποστολών όπως του Ulysses (1990-2009) και του SOHO (1995-σήμερα)- θα εκμεταλλευθεί τη βαρυτική ώθηση που θα του δώσουν η Γη και η Αφροδίτη, ώστε να καταλήξει σε μια άκρως ελλειπτική τροχιά γύρω από τον Ήλιο. Συνολικά προγραμματίζεται να διαγράψει 22 τροχιές γύρω του. Αν όλα πάνε καλά, το Solar Orbiter -η πρώτη αποστολή του ευρύτερου φιλόδοξου προγράμματος «Cosmic Vision 2015-2025» (Κοσμικό Όραμα) της ESA- θα κάνει το πρώτο κοντινό πέρασμα από τον Ήλιο το Φεβρουάριο του 2021, ενώ τον Οκτώβριο του 2022 θα πλησιάσει ακόμη περισσότερο. Οι πρώτες καθαρές εικόνες των πόλων του Ήλιου αναμένονται να φθάσουν στη Γη σε περίπου επτά χρόνια.
Η ελληνική παρουσία
Η Ελλάδα, εκτός από τον κ. Ζουγανέλη, θα έχει παρουσία στην αποστολή. Ο ίδιος ανέφερε ότι «πολλοί άλλοι Έλληνες σε όλο τον κόσμο θα συμμετάσχουν ενεργά στο Solar Orbiter. Η Ελλάδα, αν και είναι μέλος της ESA, δεν συμπεριλαμβάνεται μεταξύ των χωρών που κατασκεύασαν όργανα που θα πετάξουν με τον δορυφόρο. Έμμεσα συμμετείχε η ελληνική εταιρεία Πρίσμα για εξοπλισμό στη διάρκεια των τεστ στο έδαφος, όχι όμως για εξοπλισμό επί του δορυφόρου. Η Ελλάδα συμμετέχει κυρίως με δεκάδες ηλιακούς επιστήμονες στο εσωτερικό και στο εξωτερικό, που συγκαταλέγονται μεταξύ των καλύτερων στις αντίστοιχες ειδικότητές τους. Αν και είμαι ο πρώτος επιστημονικός υπεύθυνος αποστολής της ESA, στο παρελθόν και άλλοι Έλληνες συμμετείχαν σε αποστολές της NASA ως επιστημονικοί υπεύθυνοι όπως ο Δρ. Σταμάτης Κριμιζής. Επιπλέον ο Δρ. 'Αγγελος Βουρλίδας από το αμερικανικό Εργαστήριο Applied Physics Laboratory έπαιξε σημαντικό ρόλο στο σχεδιασμό και στην κατασκευή ενός εκ των δέκα οργάνων μέτρησης του Solar Orbiter».
Πού υπερτερεί και πού υστερεί το Solar Orbiter σε σχέση με το Parker Solar Probe της NASA; «Οι δύο αποστολές αλληλοσυμπληρώνονται», λέει ο κ.Ζουγανέλης, «και για τον λόγο αυτό η NASA συνεισέφερε καθοριστικά στο Solar Orbiter της ESA. Το Parker Solar Probe θα πλησιάσει πολύ πιο κοντά στον Ήλιο και γι' αυτό τον λόγο δεν έχει κάμερες ή τηλεσκόπια, ενώ το Solar Orbiter θα βρίσκεται σε ασφαλή απόσταση και έχει έξι όργανα τηλεπισκόπησης. Θα είναι η πρώτη αποστολή που θα μας στείλει φωτογραφίες του Ήλιου από τόσο κοντά - μια απόσταση μικρότερη από αυτήν που βρίσκεται ο πλανήτης Ερμής. Ενώ δηλαδή το Parker Solar Probe πλησιάζει τόσο ώστε να «αγγίξει» την ατμόσφαιρα του Ήλιου, το Solar Orbiter θα μπορεί να δει τι είναι αυτό που αγγίζει. Επίσης το Solar Orbiter θα βγει από την εκλειπτική, το επίπεδο στο οποίο βρίσκονται όλοι οι πλανήτες, και θα μας στείλει, για πρώτη φορά στην ιστορία της ανθρωπότητας, φωτογραφίες από τους πόλους του Ήλιου».
Θα υπάρξει άλλη μεγάλη αποστολή στον Ήλιο τα επόμενα χρόνια; «Έχουν ήδη προγραμματιστεί αποστολές Ηλιακής Φυσικής για τα επόμενα χρόνια», απαντά ο κ.Ζουγανέλης, «συγκεκριμένα από την ESA το 2021 (Proba 3), τη NASA το 2022 (PUNCH) και από την Ινδία μέσα στα προσεχή έτη (Aditya-L1). Όμως οι δορυφόροι αυτοί θα λειτουργήσουν σε τροχιά γύρω από τη Γη και δεν θα πλησιάσουν τον Ήλιο. Αποστολές όπως το Solar Orbiter και το Parker Solar Probe χρειάζονται δεκαετίες μελέτης και σχεδιασμού και για την ώρα δεν υπάρχει κάποια σχετική μελέτη, αποκλείοντας έτσι παρόμοια αποστολή στον Ήλιο πριν από το 2030. Οι δύο αποστολές θα λειτουργήσουν για τα επόμενα δέκα χρόνια και πολύ πιθανώς θα αλλάξουν με θεμελιώδη τρόπο τις γνώσεις μας για τον Ήλιο».
Θα είναι η δεύτερη διαστημοσυσκευή που θα ρίξει περισσότερο φως στα μυστήρια του Ήλιου, μαζί με το σκάφος Parker Solar Probe της Αμερικανικής Διαστημικής Υπηρεσίας (NASA), το οποίο εκτοξεύθηκε πριν από ενάμισι χρόνο και ήδη έχει τεθεί σε τροχιά γύρω του. Το μεγάλο πλεονέκτημα του Solar Orbiter είναι ότι μπορεί να «κοιτάξει στα μάτια» τον Ήλιο και να τον φωτογραφήσει, κάτι που δεν μπορεί να κάνει το αμερικανικό σκάφος.
Το κόστους 1,5 δισεκατομμυρίου ευρώ και βάρους 1.800 κιλών Solar Orbiter ή εν συντομία SolO, το οποίο κατασκευάστηκε από την Airbus και διαθέτει μια ειδική θερμική ασπίδα προστασίας που αντέχει θερμοκρασίες έως 500 βαθμών Κελσίου, προγραμματίζεται να εκτοξευθεί τη Δευτέρα 10 Φεβρουαρίου (ώρα Ελλάδας 06:00) με ένα μεγάλο αμερικανικό πύραυλο Atlas V από το Ακρωτήριο Κανάβεραλ της Φλόριντα. Θα φθάσει σε απόσταση περίπου 42 εκατομμυρίων χιλιομέτρων από τον Ήλιο, έναντι μόνο 6,1 εκατ. χλμ. που θα φθάσει το Parker Solar Probe.
Όμως, αν και από πιο μακριά, το Solar Orbiter, το οποίο διαθέτει δέκα επιστημονικά όργανα και κάμερες, θα τραβήξει τις πρώτες εικόνες των πόλων του Ήλιου, κάτι που δεν έχει γίνει ποτέ έως τώρα. Μόνο τότε οι επιστήμονες θα έχουν μια ολοκληρωμένη εικόνα για το μαγνητικό πεδίο του άστρου μας, κάτι που, μεταξύ άλλων, θα βοηθήσει στην πρόγνωση του διαστημικού καιρού.
Οι πόλοι του Ήλιου παρουσιάζουν τεράστιες περιοχές, τις στεμματικές οπές, που είναι λιγότερο θερμές και πυκνές σε σχέση με το περιβάλλον τους. Φορτισμένα σωματίδια διαφεύγουν συνεχώς μέσω αυτών των περιοχών από το εσωτερικό του άστρου και το νέο σκάφος θα μελετήσει το φαινόμενο αυτό.
Ένας Έλληνας επιστήμονας της ESA, ο αστροφυσικός Γιάννης Ζουγανέλης, έχει σημαντική συμμετοχή ως επιστημονικός υπεύθυνος του Solar Orbiter, σε ρόλο συντονισμού όλων των Ευρωπαίων και Αμερικανών επιστημόνων και μηχανικών που εμπλέκονται στην αποστολή. Είναι ένας από τους τέσσερις επιστημονικούς υπευθύνους της αποστολής (δύο από την ESA και δύο από τη NASA) από το 2014 και για τα επόμενα δέκα χρόνια λειτουργίας μετά την εκτόξευση.
Επίσης είναι υπεύθυνος για τον σχεδιασμό και προγραμματισμό όλων των παρατηρήσεων στη συνολική διάρκεια της αποστολής και για τις συντονισμένες παρατηρήσεις με άλλες μεγάλες αποστολές, όπως το Parker Solar Probe της NASA και το BepiColombo της ESA που ταξιδεύει από πέρυσι προς τον Ερμή. Ο Έλληνας επιστήμονας είναι απόφοιτος του Τμήματος Φυσικής του Πανεπιστημίου Αθηνών (2001), με διδακτορικό στην αστροφυσική από το Πανεπιστήμιο Ντενί Ντιντερό του Παρισιού και με ειδίκευση στην ηλιοφυσική και ειδικότερα στη μελέτη του ηλιακού ανέμου.
Όπως δήλωσε στο Αθηναϊκό και Μακεδονικό Πρακτορείο Ειδήσεων, «ο ρόλος μου είναι να μεγιστοποιήσω τα αποτελέσματα της αποστολής, επιβλέποντας το εγχείρημα σε όλα τα στάδια ανάπτυξης και λειτουργίας, με τρόπο ώστε να εγγυηθούμε ότι όλα θα πάνε καλά. Δηλαδή ότι όλα θα λειτουργήσουν έτσι ώστε να έχουμε το καλύτερο δυνατό αποτέλεσμα ως προς την έρευνα που θέλουμε να διεξάγουμε».
Όπως ανέφερε, «αυτό που θέλουμε να κάνουμε με το Solar Orbiter, είναι να κατανοήσουμε πώς το άστρο μας δημιουργεί και ελέγχει το συνεχώς μεταβαλλόμενο διαστημικό περιβάλλον στο ηλιακό μας σύστημα. Υπάρχουν ακόμη βασικά μυστήρια για τον Ήλιο μας, τα οποία παραμένουν άλυτα».
Οι επιστήμονες προσδοκούν ότι, με τα νέα στοιχεία που θα αποκτήσουν για την ηλιόσφαιρα, την τεράστια φυσαλίδα μαγνητισμένου πλάσματος που περιβάλλει το ηλιακό μας σύστημα, θα μπορούν μελλοντικά να προβλέπουν καλύτερα τις δυνητικά επικίνδυνες ηλιακές εκρήξεις και καταιγίδες, που στέλνουν καταιγισμό φορτισμένων σωματιδίων προς τη Γη, επηρεάζοντας δορυφόρους, GPS και ηλεκτρικά δίκτυα.
Το ευρωπαϊκό σκάφος -που συνεχίζει την κληρονομιά των προηγούμενων ηλιακών αποστολών όπως του Ulysses (1990-2009) και του SOHO (1995-σήμερα)- θα εκμεταλλευθεί τη βαρυτική ώθηση που θα του δώσουν η Γη και η Αφροδίτη, ώστε να καταλήξει σε μια άκρως ελλειπτική τροχιά γύρω από τον Ήλιο. Συνολικά προγραμματίζεται να διαγράψει 22 τροχιές γύρω του. Αν όλα πάνε καλά, το Solar Orbiter -η πρώτη αποστολή του ευρύτερου φιλόδοξου προγράμματος «Cosmic Vision 2015-2025» (Κοσμικό Όραμα) της ESA- θα κάνει το πρώτο κοντινό πέρασμα από τον Ήλιο το Φεβρουάριο του 2021, ενώ τον Οκτώβριο του 2022 θα πλησιάσει ακόμη περισσότερο. Οι πρώτες καθαρές εικόνες των πόλων του Ήλιου αναμένονται να φθάσουν στη Γη σε περίπου επτά χρόνια.
Η ελληνική παρουσία
Η Ελλάδα, εκτός από τον κ. Ζουγανέλη, θα έχει παρουσία στην αποστολή. Ο ίδιος ανέφερε ότι «πολλοί άλλοι Έλληνες σε όλο τον κόσμο θα συμμετάσχουν ενεργά στο Solar Orbiter. Η Ελλάδα, αν και είναι μέλος της ESA, δεν συμπεριλαμβάνεται μεταξύ των χωρών που κατασκεύασαν όργανα που θα πετάξουν με τον δορυφόρο. Έμμεσα συμμετείχε η ελληνική εταιρεία Πρίσμα για εξοπλισμό στη διάρκεια των τεστ στο έδαφος, όχι όμως για εξοπλισμό επί του δορυφόρου. Η Ελλάδα συμμετέχει κυρίως με δεκάδες ηλιακούς επιστήμονες στο εσωτερικό και στο εξωτερικό, που συγκαταλέγονται μεταξύ των καλύτερων στις αντίστοιχες ειδικότητές τους. Αν και είμαι ο πρώτος επιστημονικός υπεύθυνος αποστολής της ESA, στο παρελθόν και άλλοι Έλληνες συμμετείχαν σε αποστολές της NASA ως επιστημονικοί υπεύθυνοι όπως ο Δρ. Σταμάτης Κριμιζής. Επιπλέον ο Δρ. 'Αγγελος Βουρλίδας από το αμερικανικό Εργαστήριο Applied Physics Laboratory έπαιξε σημαντικό ρόλο στο σχεδιασμό και στην κατασκευή ενός εκ των δέκα οργάνων μέτρησης του Solar Orbiter».
Πού υπερτερεί και πού υστερεί το Solar Orbiter σε σχέση με το Parker Solar Probe της NASA; «Οι δύο αποστολές αλληλοσυμπληρώνονται», λέει ο κ.Ζουγανέλης, «και για τον λόγο αυτό η NASA συνεισέφερε καθοριστικά στο Solar Orbiter της ESA. Το Parker Solar Probe θα πλησιάσει πολύ πιο κοντά στον Ήλιο και γι' αυτό τον λόγο δεν έχει κάμερες ή τηλεσκόπια, ενώ το Solar Orbiter θα βρίσκεται σε ασφαλή απόσταση και έχει έξι όργανα τηλεπισκόπησης. Θα είναι η πρώτη αποστολή που θα μας στείλει φωτογραφίες του Ήλιου από τόσο κοντά - μια απόσταση μικρότερη από αυτήν που βρίσκεται ο πλανήτης Ερμής. Ενώ δηλαδή το Parker Solar Probe πλησιάζει τόσο ώστε να «αγγίξει» την ατμόσφαιρα του Ήλιου, το Solar Orbiter θα μπορεί να δει τι είναι αυτό που αγγίζει. Επίσης το Solar Orbiter θα βγει από την εκλειπτική, το επίπεδο στο οποίο βρίσκονται όλοι οι πλανήτες, και θα μας στείλει, για πρώτη φορά στην ιστορία της ανθρωπότητας, φωτογραφίες από τους πόλους του Ήλιου».
Θα υπάρξει άλλη μεγάλη αποστολή στον Ήλιο τα επόμενα χρόνια; «Έχουν ήδη προγραμματιστεί αποστολές Ηλιακής Φυσικής για τα επόμενα χρόνια», απαντά ο κ.Ζουγανέλης, «συγκεκριμένα από την ESA το 2021 (Proba 3), τη NASA το 2022 (PUNCH) και από την Ινδία μέσα στα προσεχή έτη (Aditya-L1). Όμως οι δορυφόροι αυτοί θα λειτουργήσουν σε τροχιά γύρω από τη Γη και δεν θα πλησιάσουν τον Ήλιο. Αποστολές όπως το Solar Orbiter και το Parker Solar Probe χρειάζονται δεκαετίες μελέτης και σχεδιασμού και για την ώρα δεν υπάρχει κάποια σχετική μελέτη, αποκλείοντας έτσι παρόμοια αποστολή στον Ήλιο πριν από το 2030. Οι δύο αποστολές θα λειτουργήσουν για τα επόμενα δέκα χρόνια και πολύ πιθανώς θα αλλάξουν με θεμελιώδη τρόπο τις γνώσεις μας για τον Ήλιο».
