Институт Макса Планка по исследованию Солнечной системы (сокращенно: MPS ; нем .: Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung ) — научно-исследовательский институт в области астрономии и астрофизики , расположенный в Гёттингене , Германия , куда он переехал в феврале 2014 года из соседней деревни Линдау . [1] [2] Исследование Солнечной системы является центральной темой исследований, проводимых в этом институте.
MPS является частью Общества Макса Планка , которое управляет 80 исследовательскими центрами в Германии .
MPS организована в три отдела: Солнце и гелиосфера, [3] Планеты и кометы, [4] и Солнечные и звездные интерьеры. [5] Кроме того, с 2002 года существует также Международная исследовательская школа Макса Планка . Предметами исследований в институте являются различные объекты в пределах Солнечной системы. Основная область исследований касается Солнца, его атмосферы, межпланетной среды под влиянием солнечного ветра, а также воздействия солнечных частиц и радиации на планеты. Вторая область исследований включает интерьеры, поверхности, атмосферы, ионосферы и магнитосферы планет и их спутников, а также комет и астероидов. Еще одной важной частью деятельности в институте является разработка и создание инструментов для космических миссий. Анализ и интерпретация полученных наборов данных сопровождаются интенсивной теоретической работой. Физические модели предлагаются, затем проверяются и дорабатываются с помощью компьютерного моделирования.
Исследователи MPS изучают весь спектр динамических и часто захватывающих процессов, происходящих на Солнце – от внутренней до внешней гелиосферы. В основе этого исследования лежит магнитное поле , которое играет решающую роль в этих процессах. Оно генерируется газовыми потоками внутри Солнца и вызывает, среди прочего, темные пятна на поверхности. Ищутся ответы на следующие вопросы: Почему магнитное поле меняется с одиннадцатилетним циклом? Как магнитное поле создает различные структуры на Солнце? Как корона нагревается до многих миллионов градусов? Приборы, разработанные MPS на борту космических аппаратов SOHO и Ulysses, предоставили принципиально новые идеи: Измерения ультрафиолетового спектрометра SUMER на борту SOHO сыграли решающую роль в признании значимости магнитного поля для динамических процессов, а Ulysses впервые измерил трехмерную структуру солнечного ветра. [6] Еще одной важной темой исследований на кафедре «Солнце и гелиосфера» является влияние на Землю переменной активности Солнца. Ученые интенсивно работают над проектом STEREO , в котором два идентичных космических аппарата отслеживают возмущения от Солнца до Земли из разных точек наблюдения, что позволяет прогнозировать потенциально опасные события. Физические процессы, связанные с возникновением и развитием магнитных полей на Солнце, происходят в очень малых масштабах и поэтому требуют измерений с очень высоким пространственным разрешением. Телескоп Sunrise , установленный на воздушном шаре, построенный под руководством Института и запущенный в июне 2009 года, смог различить структуры на поверхности Солнца размером всего 100 километров. Будущие проекты будут направлены на исследование физических причин изменений на Солнце. Амбициозная миссия Solar Orbiter , основанная на предложении Института, позволит зонду приблизиться к нашей звезде на расстояние в одну пятую расстояния от Земли до Солнца, чтобы исследовать магнитное поле и его влияние на различные слои солнечной атмосферы.
Институт разрабатывает научные приборы, которые летают с космическими аппаратами к другим планетам. Высокоспециализированные камеры исследовали спутник Сатурна Титан , анализировали поверхность Марса и зондировали облака и ветры Венеры . Микроволновые приборы определяют состав атмосфер, в то время как инфракрасные спектрометры исследуют поверхностные породы. Новый лазерный высотомер на борту BepiColombo будет исследовать топографию Меркурия с точностью до метра. Другие приборы MPS идентифицируют атомы, электроны и пыль, которые движутся вокруг планет и воздействуют на их луны. Здесь особый интерес представляет влияние солнечного ветра на атмосферные газы. Теоретические исследования и интенсивное компьютерное моделирование помогают понять процессы как внутри, так и вокруг планет и интерпретировать измеренные данные. Модели, разработанные в MPS, могут описывать, например, взаимодействие с солнечным ветром, динамику атмосферы или генерацию земного магнитного поля посредством токов глубоко в железном ядре нашей планеты. Кроме того, институт имеет давние традиции в исследовании комет. Главным событием стала камера, разработанная в институте для космического корабля ЕКА Giotto , который в 1986 году сделал первые фотографии ядра кометы. Особой проблемой была разработка многочисленных научных инструментов для миссии ЕКА Rosetta , таких как камеры, химические анализаторы и основные компоненты для посадочного модуля Philae. Rosetta была запущена в 2004 году и совпала с орбитой кометы Чурюмова-Герасименко в 2014 году; несколько месяцев спустя Philae приземлился на поверхность кометы. Институт также предоставил камеры для миссии NASA Dawn , запущенной в 2007 году для изучения двух крупнейших астероидов, Цереры и Весты. [7]
MPS размещает немецкий центр данных для обсерватории солнечной динамики NASA (SDO), которая предоставила улучшенные данные в малых масштабах пространства и времени для изучения связей между внутренними частями Солнца и магнитной активностью в солнечной атмосфере. Особенно интересной исследовательской деятельностью в MPS является изучение сейсмических волн вблизи солнечных пятен. Цель состоит в том, чтобы исследовать подповерхностную структуру солнечных пятен в трех измерениях. Гелиосейсмология солнечных пятен — сложная наука, поскольку она требует моделирования распространения волн через магнитные структуры; этого можно достичь только с помощью численного моделирования.
Институт руководил или принимал участие в нескольких международных научных проектах, таких как: [8]
Solar Orbiter , SDO , Sunrise , STEREO , SOHO , Ulysses , BepiColombo , Exomars , Chandrayaan , Phoenix , Herschel , Dawn , Venus Express , SMART-1 , SOFIA , Rosetta , Mars Express , Mars DFG, Cassini , Cluster , Helios , Galileo и Джотто .
Эти вклады заключаются в разработке инструментов и/или научно-исследовательской деятельности.
MPI for Solar System Research предлагает программу PhD «Международная школа исследований Макса Планка (IMPRS) по науке о Солнечной системе» совместно с Геттингенским университетом . Школа Солнечной системы предлагает трехлетний курс обучения, в котором особое внимание уделяется фактическим исследованиям. Учебная программа охватывает всю область Солнечной системы от малых тел до планет и Солнца. Целью является широкое, междисциплинарное и основательное научное образование, расширенное курсами по численной физике, космическим технологиям, управлению проектами, научному письму и методам презентаций. В Школе Солнечной системы обычно обучается около 50 аспирантов. Две трети из них приезжают из-за рубежа из более чем 30 разных стран. Около 30 процентов составляют женщины.
Институт был основан Вальтером Димингером , который был главой испытательного центра Люфтваффе в Рехлине в Мюрице с 1934 года. Эрих Регенер был соучредителем. После переименования в «Центр радиопередачи» в 1943 году и переезда в Леоберсдорф в 1944 году институт был объединен с институтом Фраунгофера из Фрайбурга в Риде в Иннкрайсе. После войны комиссия союзников решила переместить институт в Линдау-ам-Гарц , где уже существовали здания Технического университета Ганновера . Конвой прибыл 2 и 3 марта 1946 года. В 1948 году радиоинститут Общества кайзера Вильгельма был переведен из Общества Фраунгофера в Общество Макса Планка и переименован в «Институт исследований ионосферы» в 1949 году. В 1950 году ВВС США оплатили строительство ионосферной эхолотной системы. Полный переход от Общества Фраунгофера к Обществу Макса Планка и назначение В. Димингера на должность директора, за которым последовал перевод Института стратосферных исследований Макса Планка из Вайзенау близ Равенсбурга в Линдау и еще одно переименование в «Институт аэрономии Макса Планка» завершили формирование.
Эрхард Кепплер стал научным руководителем первого немецкого спутника Azur (в сотрудничестве с NASA), и вместе с ним в Линдау была создана небольшая группа ученых, посвятивших себя работе со спутниками. Институт был выбран для создания части приборов спутника, который был запущен в ноябре 1969 года. [9] Институт также построил приборы для зондов Helios в рамках другого сотрудничества Германии и NASA. [10]
После выхода на пенсию В. Димингера в 1974 году фокус переместился с атмосферных исследований на космические. Институт участвовал в длинной серии космических миссий, таких как Galileo , Ulysses , Cluster , SOHO , Cassini-Huygens , Rosetta , Mars Express , Venus Express и отвечал за большую часть системы камер миссии Giotto к комете Галлея . [11] Кадровая камера на борту миссии NASA Dawn к поясу астероидов была построена в институте.
Институт был головной организацией в разработке, строительстве и научном анализе восхода солнца (телескоп) . Телескоп представляет собой солнечный телескоп в ультрафиолете , который подвешивается к высотному воздушному шару . Первый пятидневный полет был проведен в июне 2009 года.
Самые большие изменения в институте произошли в результате объединения Германии с уходом двух из четырех директоров института в 1998 и 2004 годах после ухода на пенсию Хагфорса и Розенбауэра. Институт был переименован в «Институт исследований солнечной системы имени Макса Планка» в 2004 году после ухода на пенсию последнего директора, занимавшегося исследованиями ионосферы и стратосферы . Две оставшиеся группы, директора С. Соланки, посвятившего себя Солнцу и гелиосфере , и У. Кристенсена, посвятившего себя планетам и кометам , образуют современный Институт.
С 2004 года институт издает открытый обзорный журнал Living Reviews in Solar Physics .
Общество Макса Планка приняло решение о перемещении института ближе к Гёттингенскому университету . В 2010 году планировалось переместить его в новое здание рядом с физическим факультетом университета к апрелю 2014 года. [12] Переезд был завершен в феврале 2014 года, а церемония открытия состоялась 21 мая того же года. [13]
51°33′37″с.ш. 9°56′58″в.д. / 51.56028°с.ш. 9.94944°в.д. / 51.56028; 9.94944