Vandmission tager på rumvejr

I godt et årti, ESA's SMOS-satellit har leveret et væld af data til at kortlægge fugt i jord og salt i havenes overfladevand for en bedre forståelse af de processer, der driver vandets kredsløb. Mens vi behandler centrale videnskabelige spørgsmål, denne enestående Earth Explorer har gentagne gange overgået forventningerne ved at returnere en lang række uventede resultater, fører ofte til praktiske anvendelser, der forbedrer hverdagen. Tilføjelse til SMOS' liste over talenter, nye resultater viser, at det, der blev betragtet som støj i missionens data, faktisk kan bruges til at overvåge solaktivitet og rumvejr, som kan skade kommunikations- og navigationssystemer.

SMOS-satellitten bærer et nyt interferometrisk radiometer, der opererer ved en frekvens på 1,4 GHz i L-båndets mikrobølgeområde af det elektromagnetiske spektrum for at fange 'lysstyrketemperatur'-billeder. Disse billeder svarer til stråling udsendt fra Jordens overflade, som videnskabsmænd derefter bruger til at udlede information om jordens fugtighed og saltholdighed i havet.

Imidlertid, på grund af det brede synsfelt af SMOS' antenne, den fanger ikke kun signaler udsendt fra Jordens overflade, men også signaler fra solen — som skaber støj i lysstyrketemperaturbillederne. Derfor, som en selvfølge, en specifik algoritme bruges under billedbehandlingsproceduren til at fjerne denne støj, så dataene er egnede til formålet.

Imidlertid, videnskabsmænd begyndte at spekulere på, om disse solsignaler kunne bidrage til at overvåge solaktiviteten.

Vi tænker på solen som giver lys og varme til at opretholde livet, men den bombarderer os også med farlige ladede partikler i solvinden og stråling. Ændringer i lyset fra solen, kendt som soludbrud, eller i solvinden, som bærer koronale masseudstødninger, omtales som rumvejr.

Disse flares eller masseudslip kan beskadige kommunikationsnetværk, navigationssystemer såsom GPS, og andre satellitter. Alvorlige solstorme kan endda forårsage strømafbrydelser på Jorden. At forstå og overvåge rumvejr er, derfor, vigtigt for tidlige advarsler og for at tage forholdsregler.

Manuel Flores-Soriano, fra universitetet i Alcalá i Spanien, sagde, "Vi fandt ud af, at SMOS kan detektere solradioudbrud og endnu svagere variationer i emissioner fra solen, såsom den 11-årige solcyklus.

"Solarradioudbrud detekteret af SMOS-lysstyrketemperatursignaler fra solen observeres generelt under udbrud, der er forbundet med koronale masseudstødninger. Vi har også fundet en sammenhæng mellem mængden af ​​solflux frigivet ved 1,4 GHz og hastigheden, vinkelbredde og kinetisk energi af koronale masseudstødninger."

Disse nye resultater offentliggjort i Space Weather beskriver, hvordan SMOS har den unikke evne til at observere solen kontinuerligt med fuld polarimetri - hvilket gør det til et lovende instrument til overvågning af solinterferens, der påvirker globale navigationssatellitsystemer såsom GPS og Galileo, radar og trådløs kommunikation, og for tidlige advarsler om solkoronale masseudslip.

Raffaele Crapolicchio, der arbejder i SMOS-missionsteamet hos ESA, bemærkede, "Det er meget spændende at se, hvordan en idé, jeg oprindeligt foreslog til den europæiske rumvejrsuge tilbage i 2015, er blevet til disse frugtbare resultater."

ESA's Diego Fernandez tilføjede, "Denne forskning udført gennem vores Science for Society-program er et yderligere bevis på, hvor alsidig SMOS-missionen er, og hvordan vi skubber grænserne for vores missioner langt ud over deres vigtigste videnskabelige mål. Her ser vi en mission designet til at observere vores planet også er i stand til at observere solaktivitet. Mere arbejde vil nu være nødvendigt for at bygge videre på disse indledende resultater og skabe en dedikeret genfindingsalgoritme for L-bånds solsignalet og for at generere produkter til solobservationer."