Документ предназначен для Национального научного фонда, Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) и Национального управления по исследованиям океана и атмосферы. Он описывает стратегию исследования Солнца и солнечно-земных связей на всех уровнях - от малых спутников в околоземном пространстве до тяжелых миссий по исследованию дальних границ Солнечной системы. Россия, которая также ведет исследования по этим направлениям, заинтересована в такой информации.

От Земли до самых до окраин

Опубликованный документ продолжает традицию десятилетних обзоров (decadal survey) тактико-стратегических планов по развитию той или иной области науки, принятую в США. Его заказчиками выступили Национальный научный фонд и НАСА, которым предстоит разрабатывать план работ в этой области на ближайшую перспективу. Авторы обзора - специалисты в области космических исследований из университетов и научных организаций США. Предшествующий обзор был выпущен в 2003 году и содержал рекомендации по развитию гелиофизических исследований до 2013 года.

В электронном виде обзор содержит 455 листов, а его краткое содержание было опубликовано в пресс-релизе. Согласно ему, обзор ставит четыре основные научные цели, которые должны определять направление исследований в будущее десятилетие. Во-первых, предстоит объяснить механизм солнечной активности и научиться предсказывать вариации межпланетной среды в ответ на солнечную активность. Далее следует понять динамику земной магнитосферы, ее связь с ионосферой (верхней заряженной частью атмосферы) и собственной атмосферой (нижней, электрически нейтральной, частью. Третья цель - понять взаимодействие Солнца с межпланетной и межзвездной средами. Наконец, четвертая цель звучит исключительно глобально - обнаружить и охарактеризовать фундаментальные процессы, которые характерны как для гелиосферы, так и для других объектов во Вселенной.

Для достижения этого рекомендуется продолжать уже существующие программы космических исследований, а также расширить масштабы программы спутников Heliophysics Explorer - малых и средних космических аппаратов, чьи относительно небольшие размеры позволяют запускать их достаточно часто. Эта программа находится в ведении Научного управления НАСА. По мнению составителей обзора, относительно небольшое «приращение» бюджета программы на 70 миллионов долларов в год (сейчас её бюджет составляет порядка 100 миллионов долларов). При этом появится возможность периодически запускать не только малые, но и средние «эксплореры». Кроме этого, увеличение финансирования позволит НАСА на регулярной основе проводить выбор «миссий возможностей» (Missions of Opportunity) в рамках программы спутников Discovery. «Миссии возможностей» означают, что ученые США поставляют оборудование на космические аппараты других стран. Кроме этого, в рамках той же программы уже существующие миссии, которые выполнили изначальную задачу, получают «новое назначение».

Дела околоземные

Между тем следующая миссия НАСА по исследованию околоземного пространства должна стартовать уже через несколько часов - два спутника проекта Radiation Belt Storm Probes поднимутся в космос на ракете-носителе Atlas V с космодрома на мысе Канаверал. Миссия относится к программе «Жизнь со звездой» (Living With Star), которая в большей степени нацелена на понимание того, как солнечная активность влияет на жизнь на Земле.

Гелиофизические исследования в массовом сознании не заработали столь впечатляющей репутации как астрофизические или планетные, но их значение для повседневности в общем выше. Число спутников на околоземных орбитах становится всё больше, а наша жизнь всё сильнее зависит от них: от связи, навигации и мониторинга, поэтому всё чувствительнее становятся сбои в работе спутниковых систем, один из источников которых - геомагнитные возмущения, в свою очередь «наведенные» Солнцем.

Россия с её богатым опытом магнитосферных и гелиофизических исследований (достаточно упомянуть, что немногие успешные крупные космические проекты в России - ИНТЕРБОЛ и обсерватории серии «Коронас» были посвящены именно этим темам) также заинтересована в этих работах, тем более что большая часть страны находится в высоких широтах, где влияние солнечной активности более заметно.

Сейчас в космосе работает приборный комплекс «Плазма-Ф» на борту обсерватории «Спектр-Р» (проект «РадиоАстрон»), предназначенный для измерения параметров солнечного ветра и околоземной плазмы. Если говорить о крупных миссиях, то это в первую очередь два проекта, входящие в Федеральную космическую программу 2006 - 2015 годы, - «Резонанс» и «Интергелиозонд». Это число не так велико, если сравнить с планами НАСА, но задачи миссий исключительно интересны.

Первый - многоспутниковый проект, предназначенный для изучения процессов, происходящих вблизи Земли, второй - амбициозный проект, который предусматривает подлёт аппарата к Солнцу на очень близкое расстояние (порядка 40 солнечных радиусов, или 7 миллионов км) и исследование приполярных областей нашей звезды. Последний проект исключительно важен, так как при наблюдениях из плоскости эклиптики (плоскости орбит планет) полярные области почти не видны. До сих пор основным аппаратом, проводившим эти наблюдения, был ULYSSES (НАСА и ЕКА, 1990 - 2009 годы), однако он находился на очень далеком расстоянии от Солнца (порядка орбиты Юпитера).

Дальнейшие исследования в этой области, вероятно, стоит возлагать на относительно малые миссии, стоимость и время подготовки которых не очень велика. Благодаря этому теоретически возможно запускать сразу несколько одинаковых или похожих аппаратов, что очень важно для изучения процессов с высокой переменностью. Застрельщиком в этом может выступить уже проект «Резонанс», в рамках которого предполагается вывести на околоземную орбиту сразу четыре малых спутника на базе платформы МКА-ФКИ.

Ольга Закутняя