Solvind fylder forskningssejl på rumvejrcenter

Forskere ved CU Boulder begynder at arbejde på en ny samarbejdsbevilling fra NASA og National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), der vil forbedre solvindmodellering.

Holdet på CU ledes af Space Weather Technology, Forsknings- og uddannelsescenter med bidrag fra Stanford University, Lockheed Martin og National Solar Observatory i Boulder. Dette er den første sådan bevilling, det nye center har modtaget, og første gang en gruppe fra CU har arbejdet med National Solar Observatory om en NASA-bevilling, sagde centerdirektør Thomas Berger.

Rumvejrteknologien, Forsknings- og uddannelsescenter er et tværfagligt center inden for College of Engineering and Applied Science. Centeret, en hovedkomponent i universitetets Grand Challenge, samler forskellig forskning om rumvejr, der forekommer på tværs af universitetet og Front Range.

Projektet, som løber i 12 måneder og er finansieret med $287, 000, har titlen Improving Magnetic Field Boundary Conditions for Solar Wind Models. Det er en del af et nyt NASA og NOAA Operations to Research (O2R) program, som har til formål at kommunikere rumvejrudfordringer til forskningsmiljøet, som derefter kan finde innovative løsninger.

Solvind er strømmen af ​​højenergiladede partikler, der fører solens magnetfelt ind i vores solsystem, hvor det kan interagere med planetariske magnetfelter. Der kan også være store udbrud af magnetfelt, kendt som koronale masseudstødninger, indlejret i solvinden, der betydeligt kan forstyrre Jordens magnetfelt, forårsager store "geomagnetiske storme".

De bedst kendte virkninger af disse storme er de farverige lys fra nordlys. Hvis de er kraftige nok, imidlertid, de kan forårsage problemer med satellitkommunikation, transmissionslinjer og GPS-navigation. Selvom disse virkninger er sjældne, vores samfund er i stigende grad afhængig af disse teknologier. Det gør det vigtigt at forstå og forudsige disse storme så præcist som muligt.

I øjeblikket, både NOAAs Space Weather Prediction Center og det amerikanske luftvåben bruger en kombination af modeller til at forudsige solvindhastigheden og tæthedsforholdene på Jorden. Input til disse modeller kommer fra National Solar Observatory's Global Oscillations Network Group (GONG) teleskoparray, en samling af seks solobservatorier placeret rundt om i verden. Men fordi disse teleskoper er jordbaserede, de bliver udfordret, når de afbilder solen gennem Jordens egen turbulente atmosfære.

Det kan føre til unøjagtige data, sagde Berger.

"Målingerne af solens magnetfelt er ikke så ensartede, som vi ønsker, og det er svært at kalibrere dem for at få nøjagtige magnetfeltværdier ind i den nuværende model, sagde han. Desuden fordi vi kun ser solen fra jorden, i solsystemets ekliptiske plan, vi kan ikke måle solens polarområders magnetfelt særlig godt. Polarområderne er kilden til de hurtigste solvindstrømme, så at få disse felter forkert betyder, at prognosemodellerne ofte er forkerte."

Berger sagde, at det nye projekt vil "genkalibrere" GONG-dataene for at gøre dem mere nøjagtige på tværs af hele solskiven og sammenligne GONG-jordbaserede magnetfeltdata med data målt i rummet af Japan, USA og Storbritanniens Hinode-mission og NASAs Solar Dynamics Observatory. Tilskuddet vil også finansiere arbejde med at teste disse nye input og måle niveauet af forbedringer i prognoserne.

Rumvejrteknologien, Forsknings- og uddannelsescenter har til formål at producere banebrydende forskningsfremskridt og innovative missionsteknologier, der er direkte knyttet til behovene hos den operationelle prognosevirksomhed. Deres mål er at sikre lukning af forsknings-til-driftsløjfen, og Berger sagde, at denne pris passer perfekt til den mission.

"O2R-programmet er første gang, at NASA og NOAA arbejder sammen om at finansiere forbedringer af rumvejrsudsigt, og CU's nye rumvejrcenter er i spidsen for denne spændende indsats, " han sagde.