Una mappa concettuale della missione Solar Ring. Credito:©Science China Press
Con lo sviluppo della scienza e della tecnologia, l'attività umana si è espansa dalla terra, mare e cielo nello spazio e altri pianeti. Nel futuro prossimo, lo spazio profondo e altri pianeti terrestri diventeranno il prossimo territorio principale dell'umanità. Il Sole è la stella più vicina nell'universo. Colpisce lo spazio (interplanetario) dei nostri pianeti in molte scale temporali. Così, osservare e comprendere l'attività solare e la sua evoluzione nello spazio interplanetario e la sua influenza sull'ambiente spaziale dei pianeti è una delle capacità necessarie per entrare nello spazio profondo ed espandere il nostro territorio.
Recentemente, Il professor Wang Yuming e il suo team dell'Università di Scienza e Tecnologia della Cina, in collaborazione con i team dell'Osservatorio Purple Mountain dell'Accademia cinese delle scienze (CAS), Accademia dell'innovazione per i microsatelliti di CAS, Università di Shandong, e l'Università del CAS, ha proposto un nuovo concetto di esplorazione dello spazio per comprendere il Sole e l'eliosfera interna, che è stato pubblicato online in Scienza Scienze tecnologiche cinesi .
Questo concetto per la prima volta propone di dispiegare sei veicoli spaziali, raggruppati in tre coppie, in tre orbite ellittiche tra la terra e Venere intorno al Sole per osservare e studiare il Sole e l'eliosfera interna da una prospettiva a 360 gradi. L'angolo di separazione tra due veicoli spaziali in ciascun gruppo è di circa 30 gradi, e che tra ogni due gruppi è di circa 120 gradi. Attraverso questa configurazione, la missione sarà in grado di visualizzare la vasta area dalla fotosfera all'eliosfera interna ad alta risoluzione, ed eseguire le misurazioni in situ. Saranno stabilite tre capacità senza precedenti:(1) determinare il campo magnetico vettoriale fotosferico senza ambiguità, (2) fornire mappe a 360 gradi del Sole e dell'eliosfera interna, e (3) risolvere le strutture del vento solare su più scale e più longitudini. Con queste capacità, la missione Solar Ring mira ad affrontare l'origine del ciclo solare, l'origine delle eruzioni solari, l'origine dei transitori del vento solare e l'origine di gravi eventi meteorologici spaziali.
Le tre orbite ellittiche progettate in via preliminare della missione Solar Ring. Credito:©Science China Press
Per raggiungere questi obiettivi scientifici, i ricercatori suggeriscono i seguenti payload scientifici equipaggiati sui sei veicoli spaziali:un imager spettrale per il campo magnetico e l'eliosismologia; un imager multibanda per le emissioni EUV; un coronografo grandangolare; un investigatore radiofonico; un magnetometro flux-gate; un analizzatore di plasma eolico solare; e un rivelatore di particelle ad alta energia. Si stima preliminarmente che la massa totale dei carichi utili su ciascuna navicella sarà inferiore a 110 kg; il consumo di energia non sarà superiore a 180 W; e la velocità massima di trasmissione dei dati sarà di circa 52,06 Mbps.
Long March 3A o Long March 3B possono essere utilizzati per dispiegare il veicolo spaziale in tre lanci utilizzando la tecnologia di un razzo due veicoli spaziali. Il periodo di spiegamento e la selezione del veicolo di lancio dipendono dai parametri orbitali. La difficoltà più impegnativa dell'intero compito è la trasmissione dei dati. Nella modalità di comunicazione tradizionale, la velocità di trasmissione dei dati è di circa 5 Mbps ad una distanza di 0,25 AU (la distanza media tra il Sole e la Terra è di 1 AU) dalla Terra, e diminuirà fino a 70 kbps a una distanza di 2 AU. Questa velocità di trasmissione dei dati è di gran lunga inferiore alla richiesta scientifica desiderata. Per risolvere o alleviare questo problema, riduciamo la velocità dei dati migliorando la capacità di elaborazione dei dati a bordo, compressione e memorizzazione e diminuendo la frequenza di campionamento, o sviluppare tecniche più efficienti per la comunicazione nello spazio profondo, per esempio., comunicazione laser.
La missione ha un lungo periodo di attuazione e costi elevati, ma le sue prospettive scientifiche e applicative sono significative. Può essere implementato in tre fasi, con due veicoli spaziali schierati in ogni fase. La corretta implementazione di qualsiasi fase può portare grandi progressi nella capacità di rilevamento e nella ricerca scientifica; allo stesso tempo, l'idea progettuale di raggruppamento offre prospettive e possibilità di cooperazione internazionale. Il successo della missione farà progredire notevolmente la nostra comprensione del Sole e dell'ambiente spaziale interplanetario che circonda i nostri pianeti, in modo da migliorare la nostra capacità di entrare nello spazio profondo ed espanderci.