Кіріспе

Макс Планк Күн жүйесінің зерттеу институты (қысқартылуы: MPS; Max Planck Institut für Sonnensystemforschung) - Германияның Геттинген қаласында орналасқан астрономия және астрофизика саласындағы ғылыми-зерттеу институты. 2014 жылы ақпанда жақын маңдағы Линдау ауылынан көшірілді. Күн жүйесін зерттеу осы институтта жүргізілетін зерттеулердің басты тақырыбы болып табылады. MPS Германияда 80 ғылыми-зерттеу объектісін басқаратын Макс Планк қоғамының бір бөлігі болып табылады.

Зерттеу

MPS үш бөлімге бөлінген: Күн және гелиосфера, Планеталар мен кометалар және Күн және жұлдыздық ішкі бөлмелер. Сонымен қатар, 2002 жылдан бастап Халықаралық Макс Планк ғылыми-зерттеу мектебі жұмыс істейді. Институтта зерттеулер Күн жүйесіндегі түрлі нысандар бойынша жүргізіледі. Зерттеудің негізгі саласы Күнге, оның атмосферасына, күн желінің әсерінен планетааралық ортаға, сондай-ақ күн бөлшектері мен сәулеленуінің планеталарға әсеріне қатысты. Екінші зерттеу саласы планеталар мен олардың айларының, сондай-ақ кометалар мен астероидтардың ішкі, беткі, атмосфералық, ионосфералық және магнитосфералық бөлігін қамтиды. Институт қызметінің тағы бір маңызды бөлігі - ғарыш миссиялары үшін құралдарды әзірлеу және жасау. Сатып алынған деректер жиынтығын талдау мен түсіндіру қарқынды теориялық жұмыспен бірге жүргізіледі. Физикалық модельдер ұсынылады, содан кейін компьютерлік симуляциялардың көмегімен сыналады және одан әрі жетілдіріледі.

Күн және гелиосфера

МПС зерттеушілері Күнде ішкі және сыртқы гелиосфераға дейін болатын динамикалық және жиі керемет процестерді зерттейді. Бұл зерттеудің негізі - магнит өрісі, ол осы процестерде шешуші рөл атқарады. Ол Күннің ішкі бөлігіндегі газ ағыстары арқылы пайда болады және басқа да себептерге қоса, оның бетіндегі қараңғы дақтарға себеп болады. Келесі сұрақтарға жауап іздеуде: Неліктен магнит өрісі он бір жылдық циклмен өзгеріп отырады? Магниттік өріс Күндегі әртүрлі құрылымдарды қалай жасайды? Корона қалай миллиондаған градусқа дейін қыздырылады? МПС-тің SOHO және Ulysses ғарыш кемелерінде әзірлеген аспаптары түбегейлі жаңа түсініктерді берді: SOHO бортындағы SUMER ультрафиолет спектрометрі өлшеулері магнит өрісінің динамикалық процестердегі маңыздылығын тануда шешуші рөл атқарды және Ulysses алғаш рет күн желінің үш өлшемді құрылымын өлшеді. "Күн мен гелиосфера" кафедрасының тағы бір маңызды зерттеу тақырыбы - Күннің өзгермелі белсенділігіне байланысты Жерге әсер етуі. Ғалымдар STEREO жобасында белсенді жұмыс істейді, онда екі бірдей ғарыш кемесі Күннен Жерге әртүрлі бақылау нүктелерінен кедергілерді қадағалайды, бұл қауіпті оқиғаларды болжауға мүмкіндік береді. Күндегі магнит өрістерінің пайда болуы мен дамуына қатысы бар физикалық процестер өте кішкентай масштабтарда өтеді, сондықтан өте жоғары кеңістіктік ажыратылымды өлшеуді қажет етеді. Институттың басшылығымен салынған және 2009 жылдың маусым айында ұшқан шарық телескопы Sunrise Күн бетіндегі құрылымдарды 100 шақырымға дейін ажырата алды. Болашақтағы жобалар Күннің өзгеруінің физикалық себептерін зерттеуге баса назар аударады. Институттың ұсынысы бойынша "Solar Orbiter Mission" ғарыш кемесі Жердің магнит өрісі мен оның Күн атмосферасының әртүрлі қабаттарына әсерін зерттеу үшін Жердің Күнге дейінгі арақашықтығының бестен бір бөлігіне дейін жетеді.

Планеталар мен кометалар

Институт ғарыш кемесімен басқа планеталарға ұшатын ғылыми құралдарды әзірлейді. Жоғары мамандандырылған камералар Сатурнның айлары Титанды зерттеді, Марстың бетін талдады, Венераның бұлттары мен желдерін зерттеді. Микротолқындық аспаптар атмосфераның құрамын анықтайды, ал инфрақызыл спектрометрлер жер бетіндегі тау жыныстарын зерттейді. "БепиКоломбо" бортындағы жаңа лазерлік биіктік өлшегіш Меркурийдің топографиясын бір метрлік дәлдігімен өлшейтін болады. МПС-тің басқа да аспаптары планеталар айналасында қозғалып, олардың айларына әсер ететін атомдарды, электрондарды және шаң-тозаңдарды анықтайды. Мұнда атмосфералық газдарға күн желінің әсері ерекше қызығушылық туғызады. Теориялық зерттеулер мен компьютерлік симуляциялардың көмегімен планетаның ішіндегі және айналасындағы процестерді түсінуге және өлшенген деректерді түсіндіруге болады. МПС-те жасалған модельдер, мысалы, күн желінің әсерін, атмосфералық динамиканы немесе жер бетіндегі магнит өрісінің генерациясын планетамыздың темір өзегінде терең ағындар арқылы сипаттай алады. Сонымен қатар, институт кометаларды зерттеуде дәстүрлі. Ең бастысы - 1986 жылы комета ядросының алғашқы суреттерін түсірген ЕКА ғарыш кемесі Giotto үшін институтта жасалған камера. Ерекше қиындық ЕКА-ның Розетта миссиясы үшін көптеген ғылыми аспаптарды, мысалы камералар, химиялық анализаторлар және Фила модулі үшін маңызды компоненттерді әзірлеу болды. Розетта 2004 жылы ұшырылды, ал 2014 жылы комета Чурюмов Герасименкомен орбиталары сәйкес келді; бірнеше айдан кейін Фила кометаның бетіне қонды. Институт сонымен қатар 2007 жылы іске қосылған НАСА Dawn миссиясына екі ірі астероидті, Церера мен Вестаны зерттеу үшін камералар ұсынды.

Гелио- және астеросейсмология

МПС-де НАСА-ның Күн динамикасы обсерваториясының (SDO) неміс дерек орталығы орналасқан, ол күн ішкі және күн атмосферасындағы магниттік белсенділік арасындағы байланысты зерттеу үшін кеңістік пен уақыт масштабында жақсартылған деректер берді. МПС-те жүргізілетін аса қызықты зерттеулердің бірі - күн дақтарының маңында пайда болатын сейсмикалық толқындарды зерттеу. Мақсаты - күн дақтарының үш өлшемді жер асты құрылымын зерттеу. Күн дақтарының гелиосейсмологиясы - бұл қиын ғылым, өйткені ол магниттік құрылымдар арқылы толқындардың таралуын модельдеуді қажет етеді; бұл сандық симуляция арқылы ғана қол жеткізілуі мүмкін.

Студенттік бағдарлама

MPI Күн жүйесінің ғылыми зерттеулері Ғоттинген университетімен бірлесіп "International Max Planck Research School (IMPRS) for Solar System Science" PhD бағдарламасын ұсынады. Күн жүйесі мектебі нақты зерттеулерге баса назар аудара отырып, үш жылдық оқу курсын ұсынады. Оқу бағдарламасы Күн жүйесінің барлық аумағын кішкентай денелерден бастап планеталар мен Күнге дейін қамтиды. Мақсаты - сандық физика, ғарыш технологиясы, жобаны басқару, ғылыми жазу және презентация әдістері бойынша курстармен кеңейтілген кең, пәнаралық және берік ғылыми білім беру. Күн жүйесі мектебінде әдетте 50-ге жуық аспирант оқиды. Олардың үштен екісі 30 - дан астам елден келген шетелдіктер. Олардың 30 пайызы әйелдер.

Тарих

Институтты 1934 жылдан бастап Мюрицтегі Рехлиндегі Люфтваффе сынақ орталығының басшысы болған Уолтер Димингер құрды. Эрих Регенер оның негізін қалаушы болды. 1943 жылы "Радио хабарларын тарату орталығы" деп аталып, 1944 жылы Леоберсдорфқа көшірілгеннен кейін институт Фрайбургтегі Фраунгофер институтымен біріктірілді. Соғыстан кейін одақтас комиссия институтты Линдау-ам-Харцқа көшіруге шешім қабылдады, онда Ганновер техникалық университетінің ғимараттары бар еді. Конвой 1946 жылдың 2 және 3 наурызында келді. 1948 жылы Кайзер Вильгельм қоғамының радио институты Фраунгофер қоғамынан Макс Планк қоғамына көшірілді және 1949 жылы "Ионосфераны зерттеу институты" деп аталды. 1950 жылы АҚШ Әуе күштері ионосфералық эхолот жүйесін салу үшін қаржы бөлді. Фраунгоферден Макс Планк қоғамына толық көшіру және директор болып В. Димингерді тағайындау, содан кейін Равенсбургке жақын Вайзенаудан Линдауға Макс Планк стратосфералық зерттеулер институтын көшіру және "Макс Планк аэрономия институты" деп қайта атау құрылыс жұмыстарын аяқтады. Эрхард Кеплер алғашқы неміс спутнигі Azur-да (NASA-мен бірлесе отырып) ғылым жетекшісі болды және онымен бірге Линдауда спутниктермен жұмыс істеуге арналған ғалымдардың шағын тобы құрылды. Институт 1969 жылы қарашада ұшырылған спутниктің аспаптарының бір бөлігін жасау үшін таңдалды. Институт сонымен қатар Германия мен НАСА-ның тағы бір ынтымақтастығының бөлігі ретінде Гелиос зондтарына аспаптар жасады. 1974 жылы В. Димингер зейнетке шыққаннан кейін атмосфералық зерттеулерден ғарыш зерттеулеріне назар аударылды. Институт Галилео, Улисс, Кластер, SOHO, Кассини Гюйгенс, Розетта, Марс Экспресс Венера Экспресс сияқты ұзақ мерзімді ғарыш миссияларына қатысты және Галлей кометасына арналған Джото миссиясының камера жүйесінің көпшілігі үшін жауапты болды. Астероидтар белдеуіне арналған NASA Dawn миссиясының бортындағы кадрлық камера институтта жасалды. Институт күннің шығуын (телескопты) әзірлеу, жасау және ғылыми талдау бойынша жетекші ұйым болды. Телескоп - бұл ультрафиолет сәуледегі күн телескопы, ол биікке ұшып бара жатқан шардан ілінеді. Бес күндік алғашқы ұшу 2009 жылдың маусым айында жүргізілді. Институттың ең үлкен өзгерістері Германияның бірігуінен 1998 және 2004 жылдары институттың төрт директорының екеуінің Хагфорс пен Розенбауэрдің зейнетке шыққаннан кейін кері қайтуымен болды. Институт 2004 жылы Ионосфера мен Стратосфера зерттеулерімен айналысатын соңғы директор зейнеткерлікке шыққаннан кейін "Макс Планк Күн жүйесінің зерттеу институты" деп аталды. Директор С. Соланкидің Күн мен гелиосфераға арналған және У. Кристенсеннің планеталар мен кометаларға арналған қалған екі тобы қазіргі Институтты құрайды. 2004 жылдан бастап институт "Жан физикасындағы тіршілік ету туралы пікірлер" ашық қолжетімділікпен қаралатын журналын жариялады. Макс Планк қоғамы институтты Геттинген университетінің қасына жақындатуға шешім қабылдады. 2010 жылы оны 2014 жылдың сәуір айында университеттің физика факультетіне жақын жаңа ғимаратқа көшіру жоспарланған. Көшіру 2014 жылдың ақпан айында аяқталды және ашылу рәсімі сол жылдың 21 мамырында өтті.