Evropská mise k výzkumu Slunce poprvé zakotví v libračním bodě L5

Na únor 2020 přesunula ESA vypuštění kosmické sondy Solar Orbiter k výzkumu Slunce. Ke slunečnímu povrchu se má přiblížit na vzdálenost 42,5 miliónu km. Při průletu budou přístroje sondy mířit stále na stejné místo na Slunci, budou tedy provádět dlouhodobý výzkum jedné oblasti. Po sedmiletém výzkumu bude dráha sondy upravena tak, aby mohla lépe studovat polární oblasti. Avšak již nyní byl vyhlášen konkurs na návrh nové sondy, která bude vůbec poprvé studovat naši hvězdu z Lagrangeova libračního bodu L5 soustavy Slunce-Země.

Život v blízkosti hvězdy je riskantní záležitostí a rozmístění kosmických sond na různé dráhy je velmi důležité za účelem pozorování náhlých a rychlých změn sluneční aktivity a poskytnutí včasného varování před možným škodlivým vlivem kosmického počasí. Evropská kosmická agentura ESA nyní hledá možnosti, jak to ještě lépe vyřešit.

Po většinu dnů je naše Slunce obvykle klidné a poskytuje vhodné prostředí s dostatečným množstvím tepla a světla, které udržuje na planetě Zemi příznivé podmínky pro život. Avšak stejně tak, jak Slunce ovlivňuje počasí na Zemi, sluneční aktivita je zodpovědná za narušování okolního kosmického prostředí, což je označováno termínem „kosmické počasí“. Kromě nepřetržitého proudu elektricky nabitých částic Slunce periodicky vyvrhuje miliardy tun hmoty, která se vzdaluje od Slunce v podobě obrovských oblaků plazmy jako tzv. „coronal mass ejections“ CME (tj. výronů koronální hmoty). Při zasažení Země způsobí geomagnetické bouře, polární záře, rušení rádiového signálu a v horším případě i výpadky proudu v rozvodných sítích.

Tato obrovská oblaka hmoty obvykle míjejí Zemi. Avšak při jejím zasažení naruší bublinu ochranného magnetického pole Země a horní vrstvy atmosféry, následně ovlivňují satelity na vysokých oběžných drahách, kosmickou navigaci, flotilu komunikačních družic, pozemní elektrickou rozvodnou síť a mnoho dalších faktorů. Varování před těmito událostmi by bylo nesmírně užitečné: nedávná studie ESA odhadla finanční dopad na Evropu v důsledku extrémních událostí kosmického počasí, který může být zhruba 15 biliónů euro.

Jeden případ za všechny: průměrná událost kosmického počasí může ovlivnit elektrickou rozvodnou síť, která zajišťuje dodávky elektrické energie do domácností, nemocnic a škol. Zlepšené varování před rozsáhlejšími událostmi by umožnilo operátorům rozvodných sítí realizovat včasná opatření k ochraně elektrického vedení a zajistit bezpečnou dodávku energií.

„Jedním z nejlepších způsobů pozorování rychlých změn sluneční aktivity je strategické umístění kosmické sondy poněkud stranou od našeho přímého pohledu na Slunce, takže by mohla pozorovat nebezpečnou stranu Slunce ještě předtím, než se natočí směrem k nám,“ říká Juha-Pekka Luntama, který je zodpovědný za problematiku kosmického počasí v kontrolním středisku ESA v Darmstadtu, určeném pro řízení satelitů na oběžné dráze.

Jednou z výhodných poloh je librační bod L5, který se nachází 60° za Zemí na její dráze kolem Slunce. Je to ideální místo pro sledování výronů koronální hmoty z „okraje“ Slunce, což nám dává možnost včasného varování a lepšího určení rychlosti a směru vyvržené hmoty.

Bude se jednat o první případ vyslání kosmické sondy do Lagrangeova libračního bodu L5 soustavy Slunce-Země. Doposud byl využíván bod L1 (leží ve vzdálenosti asi 1,5 miliónu kilometrů od Země směrem ke Slunci), a tudíž zde umístěné kosmické sondy se věnovaly výzkumu viditelné polokoule naší hvězdy. Tuto polohu využívá již více než 20 let například sonda SOHO. Na oběžnou dráhu kolem libračního budou L2 byly zase naváděny kosmické sondy ke sledování vzdáleného vesmíru.

„Librační bod L5 je vynikající místo pro budoucí misi ESA ke sledování kosmického počasí, který poskytuje lepší pohled na dění na Slunci,“ říká Juha-Pekka Luntama. „Kosmická sonda bude poskytovat velmi důležitá data, která nám pomohou odhalit příchod vyvrženého materiálu k naší planetě, zlepšit naše předpovědi okamžiku jejího příletu k Zemi a zdokonalit naše znalosti o aktivních oblastech na Slunci, než se v důsledku rotace dostanou do přímého pohledu ze Země.“

V současné době ESA zahájila studie za účelem výběru nejlepšího návrhu. Pro evropská průmyslová a vědecká konsorcia zahrnující čelní odborníky na konstrukci kosmických systémů a přístrojů je zde možnost navrhnout kosmickou misi do oblasti libračního bodu L5. Na základě těchto výsledků představitelé ESA vyberou v průběhu 18 měsíců finální návrh k realizaci. Nová kosmická sonda k výzkumu Slunce by mohla být realizována v roce 2023.

Zdroj: http://www.esa.int/Our_Activities/Operations/Space_Situational_Awareness/Where_no_mission_has_gone_before; https://newatlas.com/esa-sun-mission-space-weather/53245/ a https://www.nature.com/news/space-weather-forecast-to-improve-with-european-satellite-1.21305

autor: František Martinek