Космическая миссия THEMIS по изучению влияния солнечной активности на магнитосферу Земли успешно завершилась - и теперь двум спутникам этой группировки предстоит переквалификация

Эта миссия NASA получила название THEMIS. С одной стороны, это Фемида, или Темида, богиня правосудия в греческой мифологии; с другой стороны, это англоязычная аббревиатура, означающая Time History of Events and Macroscale Interactions during Substorms, то есть "Динамика событий и макроскопических взаимодействий во время суббурь". Суббуря - это резкое, но непродолжительное возмущение в магнитосфере Земли, вызванное изменениями в солнечном ветре, то есть в испускаемом Солнцем потоке заряженных частиц. 

Главная задача миссии, стартовавшей 17 февраля 2007 года, состояла в изучении влияния солнечной активности на геомагнитное поле и механизма возникновения полярных сияний. Эту задачу решала группировка из пяти космических аппаратов, - поясняет Василис Анджелопулос (Vassilis Angelopoulos), научный сотрудник Калифорнийского университета в Беркли и руководитель проекта THEMIS: "Пять спутников THEMIS расположены вдоль одной линии между Землей и Солнцем. Как метеорологи отслеживают движение морских волн с помощью цепочки буев, так мы измеряем распространение солнечного ветра с помощью цепочки спутников".

Впрочем, эта миссия уже давно успешно завершена. Она была рассчитана на два года, и хотя все пять спутников еще подают признаки жизни, два из них, того и гляди, испустят дух. Дейвид Сибек (David Sibeck), научный сотрудник Центра космических полетов Годдарда в Гринбелте, штат Мэриленд, и один из участников проекта THEMIS, говорит: "Изначально все пять спутников обращались синхронно вокруг Земли на разных от нее расстояниях. Но теперь, по прошествии более чем трех лет, мы обнаружили, что два крайних спутника группировки оказались на столь неудачных орбитах, что они вскоре должны надолго скрыться от Солнца в тени Земли. Поскольку их энергоснабжение осуществляется за счет солнечных батарей, высока вероятность, что за время пребывания в тени спутники полностью израсходуют запасы энергии, отключатся и по выходе из тени уже не реанимируются. Как тут быть?"

Действительно, как тут быть? Одна из возможностей состоит в том, чтобы опустить орбиты обоих спутников - ведь чем ниже орбита, тем быстрее зонд облетает Землю и тем меньше времени он проводит в тени планеты. Но такой маневр потребовал бы слишком много топлива: ведь и разгон, и торможение спутника связаны с высоким расходом горючего.

Потому специалисты NASA выбрали другую возможность, - говорит Дейвид Сибек: "Мы решили вместо этого отправить спутники к Луне, пусть они на это никогда не были рассчитаны. Крайние спутники группировки THEMIS обращаются вокруг Земли на орбитах, высота одной из которых соответствует примерно трети, другой - примерно половине расстояния от Земли до Луны. Мы эти спутники в нужный момент несколько раз, так сказать, подтолкнули: то есть мы включали ненадолго их двигатели, каждый раз немного приближая спутники к Луне, пока она не захватила их силой гравитации".

При этом космические аппараты сначала пролетели мимо Луны, потом сила лунного притяжения затормозила их и вернула обратно, они снова пролетели мимо Луны в обратном направлении, и снова назад - до тех пор, пока не заняли стабильные окололунные орбиты. И вот теперь зондам предстоит сменить объект наблюдения: Солнце уступит место Луне.

Дейвид Сибек поясняет: "Камер у нас там, правда, нет, но на борту спутников уйма другой измерительной аппаратуры. С ее помощью можно измерять напряженность магнитного поля горных пород на Луне, уровень радиации на ее поверхности, а также характеристики ее, пусть и крайне разреженной, атмосферы. Правда, такого рода измерения проводились и раньше, но впервые мы сможем проделать это синхронно двумя спутниками с разных расстояний. Это позволит выяснить, как соответствующие поля или излучения изменяются по мере удаления от поверхности Луны".

В миссии THEMIS участвовала и Германия: на всех пяти зондах установлены магнитометры, разработанные специалистами Технического университета в Брауншвейге. Таким образом, и новый проект по изучению Луны не обошелся без немецкой техники.