ความเข้าใจของเราเกี่ยวกับดาวไกลโพ้นได้เพิ่มขึ้นอย่างมากในทศวรรษที่ผ่านมา ด้วยเครื่องมือที่ได้รับการปรับปรุงนักวิทยาศาสตร์สามารถมองเห็นได้ไกลขึ้นและชัดเจนขึ้นดังนั้นจึงเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับระบบดาวและดาวเคราะห์ที่โคจรรอบมัน (aka ดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ) น่าเสียดายที่จะมีเวลาก่อนที่เราจะพัฒนาเทคโนโลยีที่จำเป็นเพื่อสำรวจดวงดาวเหล่านี้อย่างใกล้ชิด
แต่ในขณะเดียวกัน NASA และ ESA กำลังพัฒนาภารกิจที่จะช่วยให้เราสำรวจดวงอาทิตย์ของเราอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน ภารกิจเหล่านี้ Parker Solar Probe ของนาซ่าและ Solar Orbiter ของ ESA (หน่วยงานอวกาศยุโรป) จะสำรวจใกล้ชิดกับดวงอาทิตย์มากกว่าภารกิจก่อนหน้านี้ ในการทำเช่นนั้นเราหวังว่าพวกเขาจะแก้ไขคำถามอายุหลายสิบปีเกี่ยวกับผลงานภายในของดวงอาทิตย์
ภารกิจเหล่านี้ซึ่งจะเปิดตัวในปี 2561 และ 2563 ตามลำดับจะมีนัยสำคัญต่อสิ่งมีชีวิตบนโลกนี้เช่นกัน ไม่เพียง แต่แสงแดดเป็นสิ่งจำเป็นต่อชีวิตอย่างที่เราทราบกันแล้วเปลวสุริยะยังสามารถก่อให้เกิดอันตรายใหญ่หลวงต่อเทคโนโลยีที่มนุษย์ต้องพึ่งพา ซึ่งรวมถึงการสื่อสารด้วยวิทยุ, ดาวเทียม, โครงข่ายพลังงานและยานอวกาศของมนุษย์
และในอีกไม่กี่ทศวรรษที่จะถึงนี้วงโคจรต่ำของโลก (LEO) คาดว่าจะหนาแน่นขึ้นเรื่อย ๆ เนื่องจากสถานีอวกาศเชิงพาณิชย์ ด้วยการปรับปรุงความเข้าใจในกระบวนการที่ขับเคลื่อนเปลวสุริยะเราจะสามารถคาดการณ์ได้ดีขึ้นเมื่อพวกเขาจะเกิดขึ้นและวิธีที่มันจะส่งผลกระทบต่อโลกยานอวกาศและโครงสร้างพื้นฐานใน LEO
ในฐานะ Chris St. Cyr นักวิทยาศาสตร์โครงการ Solar Orbiter ที่ศูนย์การบินอวกาศ Goddard ของ NASA ได้อธิบายไว้ในการแถลงข่าวของ NASA เมื่อเร็ว ๆ นี้:
“ เป้าหมายของเราคือเข้าใจว่าดวงอาทิตย์ทำงานอย่างไรและส่งผลอย่างไรต่อสภาพแวดล้อมของพื้นที่จนถึงจุดที่สามารถคาดการณ์ได้ นี่เป็นวิทยาศาสตร์ที่ขับเคลื่อนด้วยความอยากรู้จริงๆ”
ทั้งสองภารกิจจะมุ่งเน้นไปที่ชั้นบรรยากาศด้านนอกของดวงอาทิตย์หรือที่เรียกว่าโคโรนา ในปัจจุบันพฤติกรรมส่วนใหญ่ของชั้นอาทิตย์นี้คาดเดาไม่ได้และไม่ค่อยเข้าใจ ตัวอย่างเช่นมีปัญหาที่เรียกว่า "ปัญหาความร้อนโคโรนา" ซึ่งโคโรน่าของดวงอาทิตย์ร้อนกว่าพื้นผิวดวงอาทิตย์มาก จากนั้นมีคำถามว่าสิ่งใดที่ทำให้การเคลื่อนที่ของวัสดุสุริยะคงที่ (ลมสุริยะ) ไปที่ความเร็วสูงเช่นนั้น
ในฐานะ Eric Christian นักวิทยาศาสตร์การวิจัยเกี่ยวกับภารกิจของ Parker Solar Probe ที่ NASA Goddard อธิบาย:
“ Parker Solar Probe และ Solar Orbiter ใช้เทคโนโลยีหลากหลายประเภท แต่ - ในฐานะภารกิจ - พวกเขาจะเสริม พวกเขากำลังถ่ายรูปโคโรนาของดวงอาทิตย์ในเวลาเดียวกันและพวกเขาจะเห็นโครงสร้างเดียวกันบางอย่าง - สิ่งที่เกิดขึ้นที่ขั้วของดวงอาทิตย์และสิ่งที่มีโครงสร้างแบบเดียวกันกับเส้นศูนย์สูตร”
สำหรับภารกิจของมัน Parker Solar Probe จะเข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากกว่ายานอวกาศใด ๆ ในประวัติศาสตร์ - ใกล้ถึง 6 ล้านกม. (3.8 ล้านไมล์) จากพื้นผิว สิ่งนี้จะแทนที่บันทึกก่อนหน้าของ 43.432 ล้านกม. (~ 27 ล้านไมล์) ซึ่งก่อตั้งโดยโพรบ Helios B ในปี 1976 จากตำแหน่งนี้ Parker Solar Probe จะใช้เครื่องมือทางวิทยาศาสตร์สี่ชุดเพื่อทำภาพลมสุริยะและ ศึกษาสนามแม่เหล็กพลาสม่าและอนุภาคพลังของดวงอาทิตย์
ในการตรวจสอบนั้นจะช่วยอธิบายลักษณะทางกายวิภาคที่แท้จริงของชั้นบรรยากาศรอบนอกของดวงอาทิตย์ซึ่งจะช่วยให้เราเข้าใจว่าทำไมโคโรนาถึงร้อนกว่าพื้นผิวของดวงอาทิตย์ โดยทั่วไปในขณะที่อุณหภูมิในโคโรนาสามารถสูงถึงสองสามล้านองศาพื้นผิวของดวงอาทิตย์ (หรือที่เรียกว่าโฟโตสเฟียร์) จะมีอุณหภูมิประมาณ 5538 ° C (10,000 ° F)
ในขณะเดียวกัน Solar Orbiter จะอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ประมาณ 42 ล้านกม. (26 ล้านไมล์) และจะมีวงโคจรที่เอียงสูงซึ่งสามารถให้ภาพเสาแรกของดวงอาทิตย์ได้โดยตรง นี่เป็นอีกพื้นที่หนึ่งของดวงอาทิตย์ที่นักวิทยาศาสตร์ยังไม่เข้าใจเป็นอย่างดีและการศึกษานี้สามารถให้เบาะแสที่มีค่าเกี่ยวกับสิ่งที่ผลักดันกิจกรรมและการปะทุของดวงอาทิตย์อย่างต่อเนื่อง
ทั้งสองภารกิจจะศึกษาลมสุริยะซึ่งเป็นอิทธิพลที่แพร่หลายที่สุดของดวงอาทิตย์ต่อระบบสุริยจักรวาล ไอน้ำของก๊าซแม่เหล็กนี้จะเติมเต็มระบบสุริยะชั้นในโดยมีปฏิสัมพันธ์กับสนามแม่เหล็กบรรยากาศและแม้แต่พื้นผิวของดาวเคราะห์ ที่นี่บนโลกมันเป็นสิ่งที่รับผิดชอบต่อ Aurora Borealis และ Australis และยังสามารถเล่นกับความเสียหายกับดาวเทียมและระบบไฟฟ้าได้ตลอดเวลา
ภารกิจก่อนหน้านี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่า Corona มีส่วนช่วยในกระบวนการที่ช่วยเร่งความเร็วลมสุริยะให้สูงขึ้นเช่นนี้ เมื่ออนุภาคที่มีประจุเหล่านี้ออกจากดวงอาทิตย์และผ่านโคโรนาความเร็วของพวกมันจะเพิ่มขึ้นเป็นสามเท่า เมื่อเวลาที่ลมสุริยะมาถึงยานอวกาศที่รับผิดชอบในการตรวจวัด - จากดวงอาทิตย์ 148 ล้านกม. (92 ล้านไมล์) - มันมีเวลามากมายที่จะผสมกับอนุภาคอื่นจากอวกาศและสูญเสียคุณสมบัติบางอย่างที่กำหนด
ด้วยการจอดใกล้กับดวงอาทิตย์ทำให้ Parker Solar Probe สามารถวัดลมสุริยะในขณะที่มันก่อตัวและออกจากโคโรนาจึงให้การวัดลมสุริยะที่แม่นยำที่สุดที่เคยบันทึกไว้ จากมุมมองของมันเหนือขั้วของดวงอาทิตย์ Solar Orbiter จะเสริมการศึกษาของ Parker Solar Probe เกี่ยวกับลมสุริยะโดยดูว่าโครงสร้างและพฤติกรรมของลมสุริยะแตกต่างกันอย่างไรในละติจูดที่ต่างกัน
วงโคจรที่ไม่เหมือนใครนี้ยังช่วยให้ Solar Orbiter ศึกษาสนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์เนื่องจากกิจกรรมแม่เหล็กที่น่าสนใจที่สุดของดวงอาทิตย์บางส่วนนั้นถูกรวมอยู่ที่ขั้ว สนามแม่เหล็กนี้กว้างขวางมากเนื่องจากลมสุริยะซึ่งยื่นออกไปด้านนอกเพื่อสร้างฟองแม่เหล็กที่เรียกว่าเฮลิโอสเฟียร์ ภายในเฮลิโอสเฟียร์ลมสุริยะมีผลกระทบอย่างลึกซึ้งต่อชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์และการมีอยู่ของมันช่วยปกป้องดาวเคราะห์ชั้นในจากการแผ่รังสีกาแลคซี
แม้ว่าจะยังไม่ชัดเจนว่าสนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์ถูกสร้างขึ้นหรือมีโครงสร้างที่ลึกลงไปในดวงอาทิตย์ แต่ด้วยตำแหน่งของมันยานอวกาศจากดวงอาทิตย์จะสามารถศึกษาปรากฏการณ์ที่อาจนำไปสู่ความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับวิธีสร้างสนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์ เหล่านี้รวมถึงเปลวสุริยะและการปลดปล่อยมวลโคโรนาซึ่งเกิดจากความแปรปรวนที่เกิดจากสนามแม่เหล็กรอบเสา
ด้วยวิธีนี้ Parker Solar Probe และ Solar Orbiter เป็นภารกิจฟรีเรียนรู้จากจุดชมวิวที่แตกต่างเพื่อช่วยปรับแต่งความรู้เกี่ยวกับดวงอาทิตย์และเฮลิโอสเฟียร์ ในกระบวนการพวกเขาจะให้ข้อมูลที่มีค่าที่สามารถช่วยนักวิทยาศาสตร์ในการจัดการกับคำถามที่ยาวนานเกี่ยวกับดวงอาทิตย์ของเรา สิ่งนี้สามารถช่วยขยายความรู้ของเราเกี่ยวกับระบบดาวดวงอื่นและอาจตอบคำถามเกี่ยวกับต้นกำเนิดของชีวิต
ในฐานะที่เป็นอดัม Szabo นักวิทยาศาสตร์ภารกิจของ Parker Solar Probe ที่ NASA Goddard อธิบาย:
“ มีคำถามที่คอยดักฟังเรามาเป็นเวลานาน เรากำลังพยายามถอดรหัสสิ่งที่เกิดขึ้นใกล้กับดวงอาทิตย์และทางออกที่ชัดเจนก็คือไปที่นั่น เราไม่สามารถรอได้ - ไม่ใช่แค่ฉัน แต่เป็นชุมชนทั้งหมด "
ในเวลาและด้วยการพัฒนาวัสดุขั้นสูงที่จำเป็นเราอาจจะสามารถส่งโพรบเข้าสู่ดวงอาทิตย์ได้ แต่จนถึงเวลานั้นภารกิจเหล่านี้เป็นตัวแทนของความพยายามที่ท้าทายและกล้าหาญที่สุดในการศึกษาดวงอาทิตย์จนถึงปัจจุบัน เช่นเดียวกับโครงการริเริ่มอื่น ๆ อีกมากมายเพื่อศึกษาระบบสุริยะของเราการมาถึงของพวกเขาไม่สามารถมาถึงในไม่ช้า!
