Китайско‑европейский спутник SMILE вышел на рабочую орбиту и приступит к двухмесячной верификации приборов

Международная миссия SMILE (Solar wind Magnetosphere Ionosphere Link Explorer), реализуемая совместно Китайской академией наук и Европейским космическим агентством, успешно достигла своей рабочей орбиты и в ближайшие недели пройдет испытательный цикл, в ходе которого будут включены и проверены все научные приборы.

Спутник стартовал с Космодрома Европы во Французской Гвиане на ракете‑носителе Vega‑C и в течение предполётного этапа и этапа выхода на орбиту выполнил двенадцать включений основного двигательного блока для коррекции параметров траектории. Одиннадцать манёвров были направлены на повышение апогея так, чтобы орбита проходила над Северным полюсом, а оставшееся включение аналогичным образом скорректировало перигей вблизи Южного полюса. В результате аппарат занял высокоэллиптическую наклонённую орбиту, проходящую над Северным полюсом на высоте порядка 120 920 километров, что позволит ему собирать данные о структуре и динамике магнитосферы Земли.

Магнитосфера — широкая «пузырьковая» область, в которой доминирует земное магнитное поле и которая служит щитом против заряженных частиц и излучения солнечного ветра. Несмотря на эту защиту, вариабельность солнечного ветра иногда позволяет частицам проникать в околоземное пространство, что способно нарушать работу орбитальных аппаратов и наземных систем связи, вызывать отключения электроснабжения и представлять опасность для космонавтов.

Оттянутая в ночную сторону Земли часть магнитосферы, так называемая хвостовая область, простирается на более чем полтора миллиона километров и формирует два направленных потока частиц — один возвращается к Земле, другой уходит в глубины хвоста. Эти процессы порождают полярные сияния и питают пояса радиации Ван Аллена, которые захватывают заряженные частицы и вместе с магнитосферой защищают атмосферу и биосферу от космической радиации.

По данным команд миссии, состояние спутника оценивается как отличное: двигатель работает лучше ожидаемого, что снижает расход топлива и может дать потенциал для продления миссии сверх первоначально запланированного срока в три года. На борту по состоянию после выведения в рабочую орбиту остаётся 164 кг топлива из исходных 1 580 кг, этого запаса предполагается достаточно для поддержания требуемых орбитальных параметров в течение научной программы.

Операции аппарата в пролёте и дальнейшее управление в целом находятся под ответственностью Китайской академии наук, при этом Европейское космическое агентство отвечало за фазу вывода на орбиту и координировало манёвры, связываясь с китайским центром управления через наземные станции в Французской Гвиане и в Антарктиде. Европейская команда сейчас присутствует в Пекине для поддержки этапа ввода в эксплуатацию научной аппаратуры; этот фазовый цикл продлится около двух месяцев, после чего начнётся регулярная научная деятельность.

Научная цель миссии — всестороннее изучение ответных реакций земной магнитосферы на воздействие солнечного ветра. SMILE уникален тем, что сочетает широкополосные измерения в мягком рентгеновском диапазоне и наблюдения в ультрафиолете, что позволит впервые получить полноценную глобальную картину взаимодействия Солнца и Земли, в отличие от предыдущих миссий, которые преимущественно фокусировались на локальных процессах и отдельных событиях космической погоды, таких как корональные выбросы массы.

Научный комплекс аппарата включает четыре основных инструмента:

  • Soft X‑ray Imager (SXI), который с помощью мягких рентгенов отобразит положение, форму и движение границ магнитосферы;
  • Ultraviolet Imager (UVI), предназначенный для наблюдения полярных сияний и для установления связей между явлениями на границе магнитосферы и процессами в ионосфере;
  • Light Ion Analyzer (LIA), изучающий свойства и поведение солнечного ветра в зоне контакта с магнитосферой;
  • Magnetometer (MAG), измеряющий интенсивность и направление магнитных полей вокруг аппарата для понимания того, как солнечный ветер влияет на магнитосферу и, в итоге, на планету в целом.

SMILE также примечателен как первая совместно отобранная, спроектированная, реализованная, выведенная и эксплуатируемая космическая миссия, выполненная Европой и Китаем в партнёрстве. После завершения этапа приёмо‑наладочных работ начнётся основной цикл сбора данных, направленный на улучшение прогноза космической погоды и на углублённое понимание физических механизмов, управляющих взаимодействием Солнца и Земли.