КОРОНА
PARKER SOLAR PROBE И SOLAR ORBITER

Всё, что запускают с Земли, изначально движется вместе с Землёй — 29,78 км/с вокруг Солнца [2]. Именно эта боковая скорость не даёт Земле упасть. Чтобы нырнуть к Солнцу, аппарат должен погасить большую её часть. А чтобы покинуть Солнечную систему, достаточно добавить около 12,3 км/с. Поэтому прямой полёт к поверхности Солнца потребовал бы вдвое больше усилий, чем уход от Солнца.

Воспользуйтесь калькулятором: выберите, насколько близко к Солнцу должен подойти аппарат, и он посчитает, какое изменение скорости нужно на расстоянии Земли, чтобы опустить туда нижнюю точку орбиты. Последняя орбита Parker Solar Probe опускается до 9,86 солнечного радиуса. Даже крупнейшая ракета не смогла бы сделать это сама, поэтому Parker использовал Венеру: семь пролётов, каждый из которых тормозил его относительно Солнца и опускал перигелий ещё на ступень [4][5].

Близнецы «Гелиос», построенные ФРГ и запущенные NASA, первыми забрались глубоко внутрь орбиты Меркурия. 15 марта 1975 года «Гелиос-1» прошёл в 46 млн км от Солнца со скоростью 238 000 км/ч; 17 апреля 1976 года «Гелиос-2» достиг 0,29 а.е., 43,4 млн км, и получил примерно на 10% больше тепла, чем близнец [3]. Они измеряли солнечный ветер, магнитные поля, космические лучи и пыль и наблюдали кометы.

Этот рекорд продержался, пока Parker Solar Probe не побил его в 2018 году на первом же витке. «Гелиосы» держались там, где солнечный свет примерно в 12 раз сильнее, чем у Земли, и выживали благодаря вращению и зеркальным бокам. Чтобы подойти в семь раз ближе, где свет в сотни раз сильнее, понадобилось новое решение: единый щит, всегда обращённый к Солнцу, и всё остальное — в его тени.

Аппарат назван в честь Юджина Паркера, предсказавшего солнечный ветер в 1958 году; он стартовал 12 августа 2018 года на «Дельте IV Хэви» с дополнительной верхней ступенью — одной из самых мощных ракет того времени, — чтобы отправить аппарат массой всего 685 кг [4]. План: 24 витка вокруг Солнца за семь лет, каждый всё ниже благодаря пролётам Венеры, с перигелиями менее 10 солнечных радиусов начиная с декабря 2024 года [4][5].

Первый перигелий, в ноябре 2018 года, был примерно на 35 солнечных радиусах — уже ближе «Гелиосов» [5]. 28 апреля 2021 года, на 18,8 солнечного радиуса, приборы показали, что аппарат пересёк альвеновскую критическую поверхность — границу, где магнитное поле Солнца перестаёт удерживать плазму: внешний край солнечной атмосферы. Впервые космический аппарат пролетел сквозь корону [6].

Щит Parker — это «бутерброд» толщиной 11,43 см: обшивки из углерод-углеродного композита вокруг углеродной пены, с белым керамическим покрытием на стороне, обращённой к Солнцу. Он рассчитан почти на 1377 °C [4]. За ним приборы остаются при комнатной температуре; аппарат постоянно держит щит между собой и Солнцем, и наружу выглядывают лишь несколько датчиков и система охлаждения солнечных батарей.

Насколько нагревается поверхность на солнце? Она приходит к температуре, при которой излучает столько тепла, сколько поглощает. Солнечный свет у Земли даёт 1361 Вт на квадратный метр [2]; он растёт обратно квадрату расстояния, так что на 9,86 солнечного радиуса он примерно в 475 раз сильнее. Ответ зависит и от поверхности: от отношения того, сколько света она поглощает (α), к тому, насколько хорошо она излучает тепло (ε). Белое покрытие держит α низким, углерод — ε высоким. Попробуйте ниже.

Последний пролёт Венеры, 6 ноября 2024 года, задал финальные орбиты [7]. 24 декабря 2024 года в 11:53 UTC Parker прошёл в 6 167 590 км над поверхностью Солнца со скоростью 192,22 км/с относительно Солнца, около 692 000 км/ч, — самое близкое сближение с Солнцем и самая высокая скорость из всех рукотворных объектов [8].

Почему так быстро? Второй закон Кеплера: орбита за равные времена заметает равные площади, поэтому чем ближе перигелий, тем быстрее там движется аппарат. Последняя орбита простирается от 9,86 солнечного радиуса примерно до расстояния Венеры, куда каждая прежняя орбита должна была возвращаться для очередного пролёта. Задайте оба конца ниже — уравнение «вис-вива» даст скорость, а третий закон Кеплера — период.

Solar Orbiter ЕКА при участии NASA стартовал в феврале 2020 года на «Атласе V». При массе 1800 кг он несёт десять приборов, включая телескопы, смотрящие прямо на Солнце через небольшие дверцы в теплозащитном щите, — то, чего не делает Parker, который лишь измеряет пространство вокруг себя [9][10]. Его расстояние от Солнца меняется от области внутри орбиты Меркурия почти до земной, со сближением каждые полгода [9].

Его настоящая новизна — высота. Все прежние виды Солнца получены вблизи плоскости планет, откуда полюса видны с ребра. Пролёты Венеры наклоняют орбиту Solar Orbiter: в марте 2025 года он поднялся на 17° ниже солнечного экватора и сделал первые в истории снимки южного полюса Солнца, опубликованные в июне 2025 года, — с запутанным магнитным полем вблизи солнечного максимума [11]. Пролёт 24 декабря 2026 года увеличит наклон до 24°, а с июня 2029 года он будет обращаться под углом 33° [11].