STEREO—10 års revolutionerende soludsigt

Lanceret for 10 år siden, den 25. okt. 2006, det dobbelte rumfartøj fra NASA's STEREO-mission – en forkortelse for Solar and Terrestrial Relations Observatory – har givet os en hidtil uset udsigt over solen, inklusive den første nogensinde samtidige visning af hele stjernen på én gang. Denne form for omfattende data er nøglen til at forstå, hvordan solen bryder ud med ting som koronale masseudstødninger og energiske partikler, samt hvordan disse begivenheder bevæger sig gennem rummet, nogle gange påvirker Jorden og andre verdener. Ti år siden, det dobbelte STEREO-rumfartøj sluttede sig til en flåde af NASA-rumfartøjer, der overvågede solen og dens indflydelse på Jorden og rummet – og de gav et nyt og unikt perspektiv.

De to STEREO observatorier, kaldet STEREO-A og STEREO-B – for Ahead and Behind, henholdsvis – blev sendt ud fra Jorden i modsatte retninger. Ved at bruge gravitationsassistenter fra både månen og jorden, STEREO-rumfartøjerne blev accelereret til jordens flugthastigheder. STEREO-A blev indsat i en bane lidt mindre, og derfor hurtigere, end Jordens. For STEREO-B, det omvendte skete:Den blev skubbet ind i en bane lidt større end Jordens, så den rejste langsommere rundt om solen, falder mere og mere bag jorden. Efterhånden som rumfartøjet langsomt viftede ud væk fra midterlinjen mellem Jorden og solen - hvor hvert andet rumfartøj, der ser solen, er placeret - afslørede de flere og flere nye oplysninger om vores nærmeste stjerne.

"STEREO giver os et meget mere grundigt udsyn til solen, solvind og solaktivitet, " sagde Terry Kucera, stedfortrædende projektforsker for STEREO ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. "Udsigten fra den anden side af solen lader os optage flere begivenheder og få mere komplette billeder af hver begivenhed."

Når det observeres gennem et solteleskop, solens overflade kan ses at krumme med næsten konstant aktivitet, nogle gange inklusive de større soludbrud, der kan påvirke Jorden, andre verdener, og selve rummet. Disse skiftende forhold kalder vi rumvejr. På jorden, rumvejr viser sig ofte som nordlys, eller – i ekstreme tilfælde – skader på satellitter eller stress på elnet.

Den primære STEREO-mission blev designet til to års drift, observere solen og rummiljøet omkring den, på hvilket tidspunkt rumfartøjet ville have rejst omkring 45 grader (en ottendedel af en cirkel hver) væk fra Jorden. Dette missionsdesign var revolutionerende, da vores observationer af solen og forholdene i rummet tidligere kun havde været begrænset til udsigter fra Jordens perspektiv. Ved at give os forskellige udsigter til solen samtidigt, STEREO hjalp forskere med at se soludbrud udvikle sig over tid, og gav dem flere perspektiver på, hvordan disse udbrud forplanter sig udad. Jo større adskillelse af de to rumfartøjer fra hinanden og fra Jorden, jo mere lærte vi om solen og dens indflydelse på rummet – inklusive multipunktsvisninger af en af ​​de mest kraftfulde solstorme nogensinde.

"STEREO havde unikke perspektiver på en kraftfuld CME i juli 2012, som var stærk nok til at forårsage alvorlige forstyrrelser, hvis den havde været rettet mod Jorden, " sagde Joe Gurman, STEREO-projektforsker hos Goddard. "Vi fik et frontalt look med STEREO-A, et sidebillede med STEREO-B samt observationer fra satellitter, der kredser om jorden."

Imidlertid, STEREOs virkelige vindfald er den store mængde data, der er indsamlet. Begge rumskibe fungerede godt i næsten otte år, giver en skatkammer af data om solbegivenheder.

"Virkelig videnskab kommer ikke fra kun én begivenhed, " sagde Gurman. "Den største fordel ved STEREO er at kunne validere vores modeller for, hvordan CME'er bevæger sig gennem rummet."

STEREO-A fortsætter med at indsamle data. Imidlertid, STEREO-B stødte på et problem, da rumfartøjet nærmede sig en fase kaldet superior konjunktion - når solen ville stå mellem rumfartøjet og Jorden, blokerer al kommunikation. Under test i oktober 2014 for at forberede sig til overlegen konjunktion, kontakten med STEREO-B gik tabt. Efter næsten to år, den 21. august, 2016, missionsoperatører formåede at kontakte STEREO-B igen, og har været i kontakt med mellemrum siden da. Denne kontakt har afsløret nye oplysninger om rumfartøjets batteri og ladetilstand, dens position i rummet, dens hastighed og dens spin - og missionsoperatører fortsætter med at forsøge at komme sig.

"Udfordringerne for en vellykket bedring er mange, sagde Dan Ossing, STEREO mission operations manager ved Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory i Laurel, Maryland. "Det er en trinvis proces, der fortsætter med at udvikle sig, og kan tage måneder eller endda år. Men vi ved nok af rumfartøjet har overlevet til at gøre disse genopretningsforsøg umagen værd. Vi skal bare være tålmodige."

Selvom STEREO-A var stille i næsten fire måneder på grund af overlegen konjunktion, efter at kontakten var genetableret, returnerede den dataene registreret på solens anden side, udfylde dette hul i tidslinjen for soldata. STEREO-A rumfartøjet fungerer nu fuldt ud, vedligeholde denne informationsstrøm.

"Det er disse langsigtede målinger, der er afgørende for at forstå solen, " sagde Gurman.