این مأموریت از دو فضاپیما تشکیل شده: «کرونوگراف» (Coronograph) و «مسدودکننده» (Occulter). هدف از این پروژه، آزمایش فناوری‌های دقیق پرواز گروهی ماهواره‌هاست؛ فناوری‌ای که مسیر را برای مأموریت‌های آینده با چند فضاپیما هموار می‌کند.
در اسفند گذشته، این دو فضاپیما موفق شدند برای نخستین‌بار بدون دخالت مستقیم کنترل‌کنندگان زمینی، ساعت‌ها در مدار به‌صورت هماهنگ پرواز کنند — کاری بی‌سابقه در تاریخ فضانوردی.
در همین حین، آن‌ها یک خورشیدگرفتگی مصنوعی در مدار ایجاد کردند و اولین تصاویر خود از جو بیرونی خورشید (تاج خورشیدی یا کرونا) را ثبت نمودند.
این دستاورد با فاصله‌گیری دقیق دو فضاپیما از یکدیگر به اندازه ۱۵۰ متر (۴۹۲ فوت) ممکن شده، که به لطف فناوری‌های نوآورانه ناوبری و موقعیت‌یابی به‌دست آمده است.
در این وضعیت، وقتی دو فضاپیما با خورشید در یک خط قرار می‌گیرند، دیسکی به قطر ۱٫۴ متر که توسط فضاپیمای Occulter حمل می‌شود، قرص خورشید را می‌پوشاند. در همین حال، فضاپیمای Coronograph با ابزار پیشرفته‌ی ASPIICS (برای تصویربرداری از تاج خورشید)، عکس‌برداری را آغاز می‌کند.
این مشاهدات برای درک بهتر پدیده‌هایی چون باد خورشیدی و جهش‌های تاج خورشیدی (CMEs) بسیار حیاتی‌اند — انفجارهایی عظیم از ذرات باردار که می‌توانند تهدیدی جدی برای ارتباطات، سامانه‌های ناوبری، شبکه‌های برق و مأموریت‌های فضایی باشند.
تصاویر شگفت‌انگیز نخستین خورشیدگرفتگی مصنوعی
اعتبار: ناسا / ESA / SOHO
اولین سری داده‌های ابزار ASPIICS نشان می‌دهد که این مأموریت چه اطلاعات ارزشمندی در اختیار قرار خواهد داد.
«بسیاری از فناوری‌هایی که امکان پرواز گروهی دقیق Proba-3 را فراهم کردند، در چارچوب برنامه پشتیبانی عمومی فناوری‌های ESA توسعه یافته‌اند — همان برنامه‌ای که خود مأموریت نیز از دل آن بیرون آمد»، این را «دیت‌مار پیلز»، مدیر فناوری، مهندسی و کیفیت ESA در بیانیه‌ای مطبوعاتی گفت.
«تماشای این تصاویر خارق‌العاده و دیدن اینکه فناوری‌های ما در عمل کار می‌کنند، واقعاً هیجان‌انگیز است. اکنون، ما نخستین مأموریت پرواز گروهی دقیق در جهان را در اختیار داریم.»
بررسی یکی از بزرگ‌ترین معماهای خورشید
یکی از پرسش‌های بزرگی که این مأموریت پیگیر پاسخ آن است، چگونگی داغ‌تر بودن تاج خورشید نسبت به سطح خورشید است — چرا دمای کرونا به بیش از یک میلیون درجه سانتی‌گراد می‌رسد، در حالی که سطح خورشید بسیار خنک‌تر است؟ این سؤال سال‌هاست ذهن دانشمندان را مشغول کرده است.
Proba-3 این مسئله را با مشاهده‌ی کرونا در نزدیکی سطح خورشید، با جزئیاتی بیشتر از تمام مأموریت‌های پیشین بررسی می‌کند.
کرونوگراف پیشرفته آن، با کاهش شدید نور پراکنده، امکان دیدن ساختارهای بسیار کم‌نورتر را فراهم می‌سازد.
در کنار آن، ابزار DARA (رادیومتر مطلق دیجیتال) میزان دقیق تابش خورشید را اندازه می‌گیرد و ابزار 3DEES (طیف‌سنج الکترون‌های پرانرژی سه‌بعدی) نیز الکترون‌های کمربندهای تابشی زمین را شناسایی کرده، مسیر و سطح انرژی آن‌ها را مشخص می‌کند.
ابزار ASPIICS توسط کنسرسیومی صنعتی به رهبری مرکز فضایی لیژ طراحی شده و پردازش تصاویر آن در مرکز علمی ASPIICS (SOC) در رصدخانه سلطنتی بلژیک (ROB) انجام می‌شود.
«آندری ژوکوف»، پژوهشگر اصلی این پروژه در ROB، گفت:
«از دیدن این تصاویر واقعاً هیجان‌زده شدم، مخصوصاً چون در همان اولین تلاش موفق به ثبت آن‌ها شدیم.
اکنون در تلاشیم زمان مشاهده را در هر مدار به ۶ ساعت افزایش دهیم. هر تصویر کامل از تاج خورشید — از قرص پوشانده‌شده تا لبه میدان دید — در واقع از ترکیب سه تصویر با زمان نوردهی متفاوت ساخته می‌شود.
با ترکیب این سه تصویر، نمایی کامل از تاج به‌دست می‌آید. تصاویر خورشیدگرفتگی مصنوعی ما، با تصاویری که در زمان خورشیدگرفتگی طبیعی ثبت می‌شود قابل مقایسه‌اند. با این تفاوت که ما می‌توانیم در هر مدار ۱۹.۶ ساعته، یک گرفت کامل ایجاد کنیم، در حالی که خورشیدگرفتگی کامل طبیعی سالی یک‌بار یا گاهی دو بار رخ می‌دهد و فقط چند دقیقه طول می‌کشد. Proba-3 می‌تواند این گرفت مصنوعی را تا ۶ ساعت نگه دارد.»
مدلی برای پیش‌بینی طوفان‌های خورشیدی
در سال‌های اخیر، چندین مؤسسه اروپایی مدل‌هایی برای شبیه‌سازی مشاهدات تاج خورشید و ایجاد «گرفت دیجیتال» توسعه داده‌اند.
از جمله نرم‌افزار COCONUT که توسط پژوهشگران دانشگاه KU Leuven ساخته شده و یکی از مدل‌هایی است که در مرکز مجازی پیش‌بینی آب‌و‌هوای فضایی ESA استفاده می‌شود.
این مدل‌ها به پژوهشگران کمک کرده‌اند تا پدیده‌های خورشیدی را بهتر درک کنند و به سازمان‌ها و صنایع امکان داده‌اند تا برای شراره‌های خورشیدی آمادگی داشته باشند.
تصاویر واقعی Proba-3 اکنون این مدل‌ها را متحول می‌کنند، زیرا مثال‌های واقعی برای اعتبارسنجی آن‌ها فراهم می‌سازند.
هدف بعدی: استقلال کامل از زمین
به گفته «دامین گالانو»، مدیر پروژه Proba-3:
«داشتن دو فضاپیما که با هم یک کرونوگراف غول‌پیکر در فضا تشکیل دهند، این امکان را برای ما فراهم کرد که تاج داخلی خورشید را با سطح بسیار پایینی از نور پراکنده ثبت کنیم — دقیقاً همان‌طور که انتظار داشتیم.
با اینکه هنوز در مرحله‌ی راه‌اندازی (کمیسیونینگ) هستیم، اما تاکنون به پرواز گروهی دقیق با دقتی بی‌سابقه دست یافته‌ایم. همین موضوع باعث شد بتوانیم نخستین تصاویر مأموریت را ثبت کنیم — تصاویری که بدون شک ارزش علمی زیادی خواهند داشت.»
او ادامه داد:
«پرواز گروهی که تاکنون انجام داده‌ایم، به‌صورت خودکار بوده اما همچنان تحت نظارت تیم زمینی. آن‌ها آماده بودند تا در صورت بروز انحراف، مداخله کنند.
تنها گام باقی‌مانده، رسیدن به استقلال کامل است — زمانی که به سیستم آن‌قدر اعتماد داشته باشیم که حتی دیگر به نظارت مداوم زمینی نیازی نباشد.»
