IRIS – nová družice k výzkumu Slunce

09.02.2013

Kromě družic na oběžných drahách kolem Země jsou však přístroje určené na pozorování Slunce také na některých kosmických sondách na meziplanetárních drahách či „zaparkovaných“ v libračním bodě L1 soustavy Slunce-Země. Tyto sondy mají jediný úkol: sledovat dění na naší nejbližší hvězdě.

Pro rok 2013 plánuje NASA vypustit další družici s názvem IRIS (Interface Region Imaging Spectrograph), která zaplní klíčovou mezeru při pozorování Slunce a umožní pokročit dále při studiu vztahů Slunce-Země na základě sledování toků energie a plazmy do sluneční koróny a dále do heliosféry, což jsou procesy, pro které zatím nebyla realizována dostatečně vhodná pozorování. Start družice se uskuteční nejdříve 29. dubna 2013.

Na vývoji družice pracuje firma Lockheed Martin, Solar and Astrophysics Laboratory, dalekohled připravila Smithsonian Astrophysical Observatory (SAO). Start na oběžnou dráhu kolem Země se uskuteční pomocí rakety Pegasus-XL, která je v první fázi letu zavěšená pod trupem letounu L-1011 „Stargazer“. Družice bude navedena na heliosynchronní polární oběžnou dráhu, která jí zaručí nepřetržité pozorování Slunce minimálně po dobu dvouleté mise.

Na jednom z obrázků je zkompletovaná družice s názvem IRIS v čistých prostorách společnosti Lockheed Martin Space Systems Sunnyvale, Kalifornie. Sluneční panely družice jsou natočeny do polohy, v jaké se budou nacházet na oběžné dráze.

Družice bude sloužit k pořizování snímků s vysokým rozlišením a k získávání dat k vytvoření počítačových modelů k vyřešení záhady, jakým způsobem hmota, světlo a energie putují z oblasti o teplotě kolem 6 000 K (tzv. povrch Slunce) do oblasti s teplotou miliónů kelvinů v koróně, což je vnější atmosféra Slunce. Takovýto pohyb nakonec vede k zahřátí atmosféry na teploty mnohonásobně vyšší, než je teplota povrchu Slunce, a také je zdrojem energie pro sluneční erupce a výrony koronální hmoty, což zase může mít sociální a ekonomický dopad na dění na naší planetě.

„Bude to vůbec poprvé, co budeme mít možnost detailně pozorovat tuto oblast,“ říká Joe Davila (NASA, Goddard Space Flight Center, Greenbelt). „S rozechvěním očekáváme, co nového poskytnou tato pozorování a jaký budou mít přínos pro odpověď na otázku, proč je sluneční koróna tak horká.“

Základním problémem oblasti, která napomáhá k přenosu tepla do koróny ze spodní vrstvy atmosféry – respektive ze dvou vrstev atmosféry nazvaných chromosféra a přechodová oblast – je to, že je velmi obtížně pozorovatelná. Družice IRIS bude schopna „pročesávat“ jednotlivé oblasti a zjišťovat, co se zde děje, k přesnému určení fyzikálních procesů v blízkosti slunečního povrchu, a to mnohem lépe než při doposud uskutečněných pozorování.

Na palubě družice bude jediný přístroj: dalekohled o průměru 20 cm pro oblast ultrafialového záření kombinovaný se zobrazovacím spektrografem. Bude zaměřen na pozorování chromosféry a přechodové vrstvy. Kosmický dalekohled bude schopen pořizovat snímky malé části povrchu Slunce, na kterých bude možné rozlišit útvary menší než 240 km. Nové snímky budou pořizovány každých 5 až 10 sekund, spektra budou pořizována častěji: přibližně s odstupem jedné až dvou sekund. Spektra budou zaměřena na teploty od 4 500 K do 10 000 000 K, zatímco snímky budou pokrývat oblasti s teplotou od 4 500 K do 65 000 K.

Vědecký výzkum pomocí družice IRIS bude soustředěn na tři oblasti širokého významu zahrnující sluneční fyziku a fyziku plazmatu, kosmické počasí a astrofyziku, to vše směřující k pochopení, jak vnitřní konvektivní proudy „pohánějí“ atmosférickou aktivitu Slunce.

Tato unikátní schopnost bude spojena s počítačovým 3D modelováním na superpočítačích, jako je například Pleiades, který vlastní NASA – Ames Research Center, Moffett Field, Kalifornie. Je třeba říci, že nedávné zvýšení výkonu počítačů pro analýzu velkého počtu dat je tím rozhodujícím činitelem, proč družice IRIS bude schopna poskytnout mnohem lepší informace o oblastech, které bude pozorovat.

podle phys.org/news/2013-01-nasa-iris-spacecraft-fully.html, iris.gsfc.nasa.gov/ a iris.lmsal.com/index.htm
upravil F. Martinek