Kapal angkasa Solar Orbiter milik European Space Agency telah mencapai sesuatu yang mengejutkan ramai peminat angkasa lepas - merakam imej pertama manusia bagi kutub-kutub Matahari. Apa yang menarik perhatian komuniti dalam talian bukan sahaja pencapaian bersejarah ini, tetapi juga apa yang didedahkan oleh imej-imej ini tentang pemahaman kita terhadap penjelajahan angkasa lepas dan Matahari itu sendiri.
Peringatan Tentang Betapa Banyaknya yang Tidak Kita Ketahui
Pengumuman ini mencetuskan kesedaran menarik dalam kalangan peminat angkasa lepas tentang jurang dalam pengetahuan kita. Ramai orang menganggap kita sudah memotret setiap sudut bintang terdekat kita, tetapi realitinya agak berbeza. Semua imej Matahari sebelum ini diambil dari sekitar khatulistiwa solar kerana Bumi dan kapal angkasa lain mengorbit dalam cakera rata yang sama mengelilingi Matahari, yang dipanggil satah ekliptik. Solar Orbiter memecah corak ini dengan mencondongkan orbitnya 17 darjah di bawah khatulistiwa solar, memberikan kita pandangan langsung pertama bagi kutub selatan Matahari.
Perbincangan komuniti menyerlahkan bagaimana pencapaian ini dibina atas misi-misi terdahulu. Kapal angkasa Ulysses memang terbang melintasi kutub-kutub Matahari antara 1990 dan 2009, tetapi ia tidak membawa peralatan pengimejan. Solar Orbiter mengisi jurang ini dengan menggabungkan pemerhatian visual dengan suite lengkap instrumen saintifik.
Perbandingan Misi: Solar Orbiter vs Ulysses
| Ciri | Solar Orbiter | Ulysses (1990-2009) |
|---|---|---|
| Kecondongan maksimum | 33° (dirancang) | 79° |
| Keupayaan pengimejan | Ya | Tidak |
| Jarak ke Matahari | Pendekatan lebih dekat | Jarak standard |
| Tempoh misi | Berterusan | 19 tahun |
Mekanik Orbit Kompleks Di Sebalik Pencapaian
Cabaran teknikal untuk mencapai sudut pandangan ini menjanakan perbincangan ketara tentang navigasi kapal angkasa. Keluar dari satah ekliptik memerlukan jumlah tenaga yang sangat besar, yang dicapai oleh Solar Orbiter melalui bantuan graviti yang dirancang dengan teliti dari Venus . Setiap terbang lintas secara beransur-ansur mencondongkan orbit kapal angkasa lebih jauh, dengan rancangan untuk mencapai 24 darjah menjelang Disember 2024 dan 33 darjah menjelang Jun 2025.
Pendekatan ini mewakili kompromi antara cita-cita saintifik dan kekangan bajet. Cadangan asal memerlukan orbit yang sangat condong yang akan memberikan pandangan kutub sebenar, tetapi pertimbangan kos membawa kepada reka bentuk semasa. Komuniti menyatakan betapa mengagumkannya perancang misi berjaya memasukkan bantuan graviti peringkat akhir ini ke dalam apa yang pada asalnya adalah misi yang lebih terhad.
Garis Masa Misi Solar Orbiter
- Februari 2023: Memulakan fasa latitud tinggi pada kecondongan 17°
- Mac 2023: Pemerhatian dan imej kutub pertama dirakam
- 24 Disember 2024: Terbang lintas Venus seterusnya untuk meningkatkan kecondongan kepada 24°
- 10 Jun 2025: Orbit mencapai kecondongan 33°
- Oktober 2023: Set data pertama lengkap dijangka tiba di Bumi
Kekacauan Magnet Tidak Dijangka di Kutub
Keputusan saintifik pertama mendedahkan sesuatu yang menarik tentang keadaan semasa Matahari. Daripada menunjukkan medan magnet yang teratur, kutub selatan memaparkan campuran huru-hara kedua-dua polariti magnet utara dan selatan. Ini berlaku hanya semasa maksimum solar, apabila medan magnet Matahari terbalik kira-kira setiap 11 tahun. Masa ini tidak boleh lebih baik untuk memahami proses yang kurang difahami ini.
Pengukuran medan magnet juga mendedahkan struktur kompleks yang sentiasa berubah pada skala kecil merentasi kedua-dua kutub. Ini berbeza dengan medan magnet yang lebih kuat dan teratur yang ditemui dalam jalur-jalur di sekitar khatulistiwa Matahari, di mana tompok matahari biasanya terbentuk.
Instrumen Saintifik Utama
- PHI (Polarimetric and Helioseismic Imager): Memetakan medan magnet dalam cahaya nampak
- EUI (Extreme Ultraviolet Imager): Menangkap korona berjuta darjah dalam cahaya UV
- SPICE (Spectral Imaging of the Coronal Environment): Mengukur pergerakan bahan melalui kesan Doppler
Fenomena Heksagon yang Hilang
Satu aspek lucu dalam perbincangan komuniti melibatkan jangkaan tentang apa yang mungkin ditunjukkan oleh imej kutub. Sesetengah pemerhati tertanya-tanya sama ada Matahari mungkin memaparkan corak ribut geometri yang serupa dengan ribut heksagon terkenal Saturn atau ciri poligon Jupiter di kutub mereka. Imej-imej Solar Orbiter tidak menunjukkan corak sedemikian, menyelesaikan sekurang-kurangnya satu pertaruhan tidak rasmi tentang sistem cuaca solar.
Pengukuran Doppler Revolusioner
Selain pengimejan, Solar Orbiter mencapai satu lagi yang pertama dengan mengukur seberapa pantas bahan solar bergerak menggunakan kesan Doppler - prinsip yang sama yang mengubah nada siren ambulans semasa ia berlalu. Instrumen SPICE menjejaki garis spektrum dari ion karbon dalam rantau peralihan Matahari, di mana suhu melonjak dari 10,000°C kepada ratusan ribu darjah. Pengukuran ini akan membantu saintis memahami bagaimana Matahari menghasilkan angin solar, yang mempengaruhi cuaca angkasa lepas di seluruh sistem solar.
Keupayaan untuk membuat pengukuran ini dari latitud tinggi mewakili kemajuan besar dalam fizik solar, kerana misi-misi terdahulu terhad oleh sudut pandangan khatulistiwa mereka.
Memandang ke hadapan, Solar Orbiter akan terus memanjat keluar dari satah ekliptik untuk pandangan kutub yang lebih baik. Set data lengkap dari penerbangan kutub ke kutub pertama melintasi Matahari ini dijangka tiba di Bumi menjelang Oktober 2023, dengan lebih banyak analisis masih akan datang. Pemerhatian ini akan mengubah pemahaman kita tentang medan magnet Matahari, angin solar, dan kitaran aktiviti yang mempengaruhi segala-galanya dari operasi satelit hingga grid kuasa di Bumi.
Rujukan: Solar Orbiter gets world-first views of the Sun's poles