ESA'er Proba-3 vil skabe kunstige solformørkelser

Astrofysikere slutter sig til sightseere i at se mandagens totale solformørkelse over hele Nordamerika, men i det kommende årti, de vil se formørkelser, der varer i timer i stedet for et par minutter – takket være en banebrydende ESA-rummission.

Sigter mod lancering i slutningen af ​​2020, Proba-3 er ikke én, men to små meter-skala satellitter, stille sig i kø for at kaste en præcis skygge hen over rummet for at blokere solskiven i seks timer ad gangen, og give forskerne et vedvarende udsyn til Solens umiddelbare nærhed.

Totale formørkelser opstår takket være et bemærkelsesværdigt kosmisk sammenfald:Jordens måne er omkring 400 gange mindre end vores moderstjerne, som er omkring 400 gange længere væk. I de sjældne perioder, hvor de to overlapper hinanden, Månen kan nogle gange lukke Solen helt ud.

Denne korte periode med 'totalitet' - mandagens vil højst være 160 sekunder lang - afslører træk ved Solen, der normalt er skjult af dens intense blænding, især den svage atmosfære, kendt som dens corona.

Corona er et fokus af interesse, fordi det er kilden til solvinden og rumvejret, der kan påvirke satellitter og Jorden selv, især gennem de uregelmæssige udbrud af energi kaldet 'koronale masseudstødninger'.

Med temperaturer på mere end en million grader celsius, koronaen er også meget varmere end den relativt kølige 5500ºC overflade af Solen – en kendsgerning, der synes at modsige sund fornuft.

Forskere søger måder at øge coronaens synlighed, hovedsageligt gennem 'koronagrafer' – teleskoper med skiver for at blokere Solens direkte lys. Disse bruges både på jorden og i rummet, som ombord på veteranen SOHO-satellitten, der ser på solen.

"Den indre udstrækning af udsynet, som standard koronagrafier giver, er begrænset af vildfarent lys, " forklarer Andrei Zhukov fra Royal Observatory of Belgium, fungerer som hovedefterforsker for Proba-3's koronagraf.

"Omstrejfende lys er en slags lysforurening inde i et instrument. I koronagrafer er det en slags bøjning af sollys omkring den blokerende skive.

"Dette problem kan minimeres ved at forlænge koronagraflængden, afstanden mellem kameraet og disken, så vidt muligt – men der er praktiske grænser for koronagrafens størrelse.

"I stedet, Proba-3's koronagraf bruger to fartøjer:en kamerasatellit og en disksatellit. De flyver sammen så præcist, at de fungerer som en enkelt koronagraf, 150 m lang."

Hver seks timers kunstig formørkelse pr. 19,6 timers Proba-3 kredsløb om Jorden skulle give et udsyn tæt på Solens synlige overflade. Dette vil spænde over det aktuelle observationsgab mellem standardkoronagrafier og de ekstrem-ultraviolette billedkameraer, der bruges til at overvåge Solens ansigt på missioner som NASA's Solar Dynamics Observatory og ESA's Proba-2.

Udfordringen er at holde satellitterne sikkert kontrolleret og korrekt placeret, ved hjælp af nye teknologier og sensorer, plus intelligent software – autonom kørsel, men denne gang i rummet.

Proba-3 udviklingen skrider godt frem, med en strukturel og termisk modelversion af coronagraph bygget, forud for sin kritiske designgennemgang i efteråret, efterfulgt af hele missionens.