Solar Orbiter mission for at spore solens aktive regioner, forbedre vejrudsigten i rummet

Vores forståelse af rumvejr, dens oprindelse på solen, og dens udvikling og trussel mod Jorden, kommer med kritiske huller - huller, som Den Europæiske Rumorganisations Solar Orbiter håber at hjælpe med at udfylde efter dens kommende opsendelse.

Missionen for at studere solens fysik vil være den første til at tage billeder af dens poler. Orbiteren vil arbejde i koordination med NASAs Parker Solar Probe, som blev lanceret i august 2018. Forskere fra University of Michigan er involveret i begge missioner.

Orbiter er planlagt til at lancere den 7. februar fra Cape Canaveral.

Solstorme er strømme af ladede partikler og elektromagnetiske felter fra solen, der rasler Jordens magnetfelt. Større forstyrrelser kan skade elledninger og sætte dyre transformere i fare. De kan også beskadige satellitter. Indtil for nylig, vores evne til at forudsige trusler fra solaktivitet kom fra data indsamlet fra teleskoper og rumfartøjer, der forblev langt fra handlingen på solen.

I dag, delvist takket være en rumvejrmodelleringsramme udviklet på U-M, vi har regionale geospace-prognoser op til 45 minutter i forvejen. Selvom denne lille smule leveringstid er bedre end ingenting, det er ikke sandsynligt nok for elselskaber og andre at forberede sig i tide for at begrænse konsekvenserne.

Solar Orbiter søger at forbinde aktivitet på solen med solplasmaet, der strømmer ud i heliosfæren og driver rumvejret.

"Vi forstår ikke helt, hvordan rumvejr opstår på solen, " sagde Jim Raines, en associeret forsker i klima- og rumvidenskab og teknik. "Faktisk, begivenheder på solen er meget svære at forudsige lige nu, selvom de er observerbare efter kendsgerningen. Vi kan ikke forudsige dem med den nøjagtighed, som vi virkelig har brug for.

"Vi håber, at de forbindelser, vi vil lave med Solar Orbiter, vil lægge mere af det nødvendige grundlag for at bygge et system, der er i stand til at forudsige rumvejr nøjagtigt."

Solar Orbiter vil faktisk være i stand til at spore aktive regioner, som er områder, der kan eksplodere til en koronal masseudslyngning - en vigtig vejrbegivenhed i solrummet, sagde Raines.

At gøre det, han og Sue Lepri, en lektor i klima- og rumvidenskab og teknik og en stedfortrædende hovedefterforsker på missionen, er medforskere på Orbiters Solar Wind Analyzer. Suiten af ​​instrumenter inkluderer Heavy Ion Sensor, delvist bygget ved U-M. HIS er en slags ionmassespektrometer, der nedbryder sammensætningen af ​​den solvind, den prøver.

At kende sammensætningen vil hjælpe med at bestemme, hvor energi bliver deponeret og tilført solvinden og udbrud på solen, samt hvordan partikler accelereres i heliosfæren. Heliosfæren er i bund og grund boblen omkring solsystemet dannet af solvinden. Det beskytter os mod galaktisk kosmisk stråling.

Disse data vil gøre det muligt for forskere at bestemme, hvor solvinden, som Orbiter har taget, stammer fra solen.

"Mens Parker Solar Probe fokuserer på protoner, elektroner og alfapartikler – de mest udbredte partikler, der kommer ud af solen – vi ser på sporstoffer, der er tungere end det, som kulstof, ilt og jern, men langt mindre rigeligt, " sagde Lepri.

"Disse tunge ioner afspejler solvindens energikilder. Og det er altså noget, man ikke helt kan nå frem til, medmindre man forstår disse tunge ioner."

Orbiter vil til sidst komme inden for 60 solradier, eller 42 millioner kilometer (26 millioner miles), af solen.

Det sætter den i stand til at fortsætte, hvor Parker stopper. Parker Solar Probes mission var at flyve tættere på solen end noget tidligere rumfartøj og indsamle data direkte i solkoronaen. Dens videnskabelige mål er bedre at forstå opvarmningen af ​​solkoronaen og accelerationen af ​​solvinden og energiske partikler.

"Vi har observeret solvinden og forsøgt at forbinde den tilbage til solen til en vis grad med rumfartøjer, der sidder lige opstrøms for Jorden, " sagde Lepri. "Men der er mange ting, der kan ske mellem solen og jorden.

"Orbiter vil tage noget af mysteriet ud af det. Det forbinder det, der observeres på solen, mere direkte med det, der faktisk blæser forbi dig i solvinden. Så det hjælper med at besvare spørgsmålet:Hvordan forbinder du solens magnetfelt og plasmaenergien i koronaen med solvinden i større forstand?"