Научная аппаратура космического зонда Interstellar Mapping and Acceleration Probe (IMAP) — миссии NASA, запущенной в сентябре 2025 года — успешно начала работу и уже собирает «первый свет» (first-light) данные. Это означает, что основные приборы миссии вышли на рабочие режимы и начали регистрировать космические частицы, которые затем будут использованы для детального изучения процессов в окрестностях Солнечной системы и за её пределами.
Миссия IMAP представляет собой одну из самых крупных программ NASA в области гелиефизики и межзвёздной среды (heliophysics): она предназначена для изучения границы гелиосферы — объёма пространства, заполненного солнечным ветром, который создаёт вокруг Солнечной системы «защитный пузырь» от высокоэнергетических частиц из межзвёздного пространства.
Что такое IMAP и зачем он нужен
IMAP (Interstellar Mapping and Acceleration Probe) — это космический аппарат, разработанный для проведения широкого спектра измерений в области усиления частиц и взаимодействия солнечного ветра с внешними слоями гелиосферы. Он будет расположен в точке лагранжа L1, примерно в 1,6 миллионах километров от Земли в сторону Солнца, что даёт аппаратам прямой «вид» на поток солнечного ветра и позволяет проводить постоянные наблюдения в реальном времени.
Среди основных задач миссии:
- изучение механизма ускорения заряженных частиц в гелиосфере и за её пределами;
- определение структуры и динамики гелиосферной границы и взаимодействия с материальным окружением галактики;
- поддержка наблюдений космической погоды, влияющей на окружающее пространство Земли и технологические системы;
- наблюдение за солнечным ветром и его воздействием на магнитное поле Солнца и межзвёздную среду.
Аппаратура миссии: 10 научных приборов
Ключевым элементом миссии IMAP является комплекс из 10 научных инструментов, каждый из которых ориентирован на измерение определённых типов частиц или физических параметров. Они включают:
- IMAP-Lo, IMAP-Hi, IMAP-Ultra — детекторы энергетических нейтральных атомов (Energetic Neutral Atoms, ENA), которые позволяют картировать окрестности гелиосферы и её пределы;
- SWAPI (Solar Wind and Pickup Ion Instrument) — прибор для измерения параметров солнечного ветра и «подхваченных» ионов;
- SWE (Solar Wind Electron Instrument) — измерение электронов солнечного ветра;
- CoDICE (Compact Dual Ion Composition Experiment) — анализ состояний различных ионизированных частиц;
- HIT (High-energy Ion Telescope) — измерение высокоэнергетических ионов;
- MAG (магнитометр) — измерение векторов и интенсивности межпланетного магнитного поля;
- IDEX (Interstellar Dust Experiment) — анализ межзвёздной пыли;
- GLOWS — прибор для регистрации ультрафиолетового излучения водорода и гелия.
Каждое из этих устройств выполняет специализированную функцию, и их совместная работа позволяет учёным получать объёмные картины динамики частиц и полей в непосредственной близости от Солнца и на границе с межзвёздной средой.
Первые данные: «первый свет»
По данным NASA, несколько приборов IMAP уже передают первые измерения, хотя аппарат ещё не достиг окончательной позиции в точке L1 и продолжает движение к ней. Это ранние данные включают регистрацию солнечного ветра и подхваченных ионов, а также детектирование частиц вблизи космического пространства между планетами.
Один из приборов, SWAPI, построенный при участии Принстона (Princeton University), ежедневно фиксирует порядка миллиона частиц солнечного ветра и подхваченных ионов, что подтверждает работоспособность комплекса и возможность проведения продолжительных измерений.
Успех первых измерений является ключевым этапом миссии: само по себе начало передачи данных уже даёт возможность проводить первичные анализы свойств окружающей среды, а последующее развертывание инструментов и накопление измерений позволит учёным существенно продвинуться в понимании динамики гелиосферы.
Что измеряют приборы IMAP
Энергетические нейтральные атомы (ENAs)
Инструменты типа IMAP-Lo, IMAP-Hi и IMAP-Ultra предназначены для регистрации так называемых энергетических нейтральных атомов. Эти частицы образуются, когда заряженные частицы солнечного ветра взаимодействуют с межзвёздными атомами, теряя заряд и продолжая движение по прямой траектории. Такие ENA дают инструментарий для картирования структуры гелиосферы и её границы с межзвёздной средой.
Заряженные частицы и магнитное поле
Приборы SWAPI, SWE, CoDICE и HIT измеряют разные компоненты заряженных частиц солнечного ветра, включая протоны, электроны и ионы, а также их энергию, направление и плотность. Эти данные критичны для понимания процессов ускорения частиц и их распространения в пространстве.
Магнитометр MAG измеряет поле, в котором движутся эти частицы, позволяя сопоставлять данные по потокам частиц с изменениями магнитного окружения.
Межзвёздная пыль и ультрафиолет
Прибор IDEX собирает и анализирует микроскопические частицы пыли, приходящие из межзвёздного пространства. Это помогает учёным изучать состав межзвёздной среды и её взаимодействие с солнечным ветром.
Прибор GLOWS фокусируется на измерениях ультрафиолетового излучения водорода и гелия, что даёт дополнительную информацию о составе частиц и условиях на границе гелиосферы.
Международное участие и научное сотрудничество
Проект IMAP объединяет усилия многих стран и научных организаций, включая США, Великобританию, Польшу, Германию, Швейцарию и Японию. Некоторые инструменты, например магнитометр MAG, были разработаны совместно с европейскими партнёрами, что отражает масштаб международной кооперации в области космической науки.
Перспективы научной работы
Когда IMAP достигнет точки L1 и начнёт планомерное выполнение научной программы, он станет основным источником данных о солнечном ветре, космической погоде и взаимодействиях с межзвёздной средой. Эти данные важны не только для фундаментальной науки, но и для практических задач, таких как прогнозирование опасных потоков частиц, угрожающих космической аппаратуре и астронавтам.
Заключение
Запуск и настройка приборов миссии IMAP — это важный шаг в изучении гелиосферы и процессов, происходящих на её границе. Начало получения данных означает переход миссии от этапа подготовки к активному научному наблюдению, которое обещает значительное расширение наших знаний о том, как солнечный ветер и межзвёздный материал взаимодействуют и формируют окружающее нас космическое пространство.
Источники:
Статья создана по материалам https://www.universetoday.com/articles/imaps-instruments-are-coming-online
