Vår forståelse av fjerne stjerner har økt dramatisk de siste tiårene. Takket være forbedrede instrumenter er forskere i stand til å se lenger og tydeligere, og dermed lære mer om stjernesystemer og planetene som går i bane rundt dem (aka. Ekstra-sol-planeter). Dessverre vil det ta litt tid før vi utvikler den nødvendige teknologien for å utforske disse stjernene på nært hold.
Men i mellomtiden utvikler NASA og ESA oppdrag som lar oss utforske vår egen sol som aldri før. Disse oppdragene, NASAs Parker Solar Probe og ESAs (European Space Agency) Solar Orbiter, vil utforske nærmere Solen enn noe tidligere oppdrag. På den måten håper man at de vil løse tiår gamle spørsmål om solens indre virkning.
Disse oppdragene - som blir lansert i henholdsvis 2018 og 2020 - vil også ha betydelige implikasjoner for livet her på jorden. Ikke bare er sollys essensielt for livet slik vi kjenner det, solfakler kan utgjøre en stor fare for teknologi som menneskeheten blir mer og mer avhengig av. Dette inkluderer radiokommunikasjon, satellitter, kraftnett og menneskelig romfart.
Og i de kommende tiårene forventes Low-Earth Orbit (LEO) å bli stadig mer overfylt etter hvert som kommersielle romstasjoner og til og med romturisme blir en realitet. Ved å forbedre vår forståelse av prosessene som driver solfakkel vil vi derfor kunne forutsi bedre når de vil oppstå og hvordan de vil påvirke Jorden, romfartøy og infrastruktur i LEO.
Som Chris St. Cyr, forskeren fra Solar Orbiter-prosjektet ved NASAs Goddard Space Flight Center, forklarte i en fersk pressemelding fra NASA:
“Målet vårt er å forstå hvordan solen fungerer og hvordan den påvirker rommiljøet til et forutsigbart poeng. Dette er virkelig en nysgjerrighetsdrevet vitenskap. ”
Begge oppdragene vil fokusere på Solens dynamiske ytre atmosfære, ellers kjent som koronaen. For tiden er mye av oppførselen til dette lag av sola uforutsigbar og ikke godt forstått. For eksempel er det det såkalte "koronale oppvarmingsproblemet", der solens korona er så mye varmere enn soloverflaten. Så er det spørsmålet om hva som driver den konstante strømmen av solmateriale (aka. Solvind) til så høye hastigheter.
Som Eric Christian, en forsker på Parker Solar Probe-oppdraget ved NASA Goddard, forklarte:
Parker Solar Probe og Solar Orbiter bruker forskjellige typer teknologi, men - som oppdrag - de vil være komplementære. De vil ta bilder av solens korona samtidig, og de vil se noen av de samme strukturene - hva som skjer ved polene til solen og hvordan de samme strukturene ser ut ved ekvator. "
For sitt oppdrag vil Parker Solar Probe komme nærmere solen enn noe romfartøy i historien - så nær 6 millioner km (3,8 millioner mi) fra overflaten. Dette vil erstatte den forrige rekorden på 43.432 millioner km (~ 27 millioner mi), som ble opprettet av Helios B-sonden i 1976. Fra denne posisjonen vil Parker Solar Probe bruke sine fire suiter med vitenskapelige instrumenter for å avbilde solvinden og studere solens magnetiske felt, plasma og energiske partikler.
Dermed vil sonden bidra til å tydeliggjøre den sanne anatomi av solens ytre atmosfære, noe som vil hjelpe oss å forstå hvorfor koronaen er varmere enn solens overflate. I utgangspunktet, mens temperaturer i koronaen kan komme opp i noen få millioner grader, opplever soloverflaten (aka. Fotosfære) temperaturer på rundt 5538 ° C.
I mellomtiden vil Solar Orbiter komme til en avstand på omtrent 42 millioner km (26 millioner mi) fra sola, og vil anta en meget vippet bane som kan gi de første direkte bilder av solens poler. Dette er et annet område av solen som forskere ennå ikke forstår veldig godt, og studiet av det kan gi verdifulle ledetråder for hva som driver solens konstante aktivitet og utbrudd.
Begge oppdragene vil også studere solvind, som er solens mest gjennomgripende innflytelse på solsystemet. Denne dampen av magnetisert gass fyller det indre solsystemet, og samhandler med magnetiske felt, atmosfærer og til og med overflatene til planetene. Her på jorden er det det som er ansvarlig for Aurora Borealis og Australis, og kan også spille ødeleggelser med satellitter og elektriske systemer til tider.
Tidligere oppdrag har fått forskere til å tro at koronaen bidrar til prosessen som akselererer solvind til så høye hastigheter. Når disse ladede partiklene forlater solen og passerer gjennom koronaen, tredobles deres hastighet effektivt. Når solvinden når romfartøyet som er ansvarlig for å måle den - 148 millioner km fra solen - har den god tid til å blande seg med andre partikler fra verdensrommet og miste noen av de definerende funksjonene.
Ved å være parkert så nær solen vil Parker Solar Probe kunne måle solvinden akkurat som den danner og forlater koronaen, og dermed gi de mest nøyaktige målingene av solvind som noen gang er registrert. Fra sitt perspektiv over solens poler, vil Solar Orbiter utfylle Parker Solar Probes studie av solvinden ved å se hvordan strukturen og oppførselen til solvinden varierer på forskjellige breddegrader.
Denne unike bane vil også gjøre det mulig for Solar Orbiter å studere solens magnetiske felt, ettersom noe av solens mest interessante magnetiske aktivitet er konsentrert ved polene. Dette magnetfeltet er vidtrekkende, hovedsakelig på grunn av solvind, som når utover for å skape en magnetisk boble kjent som heliosfæren. Innenfor heliosfæren har solvind en dyp effekt på planetariske atmosfærer, og dens tilstedeværelse beskytter de indre planetene mot galaktisk stråling.
Til tross for dette er det fremdeles ikke helt klart hvordan solens magnetiske felt blir generert eller strukturert dypt inne i solen. Men gitt sin posisjon, vil Solar Orbiter kunne studere fenomener som kan føre til en bedre forståelse av hvordan solens magnetiske felt genereres. Disse inkluderer solfakkel og utspring av koronale masser, som skyldes variabilitet forårsaket av magnetfeltene rundt polene.
På denne måten er Parker Solar Probe og Solar Orbiter gratis oppdrag, og studerer solen fra forskjellige utsiktspunkter for å avgrense kunnskapen vår om solen og heliosfæren. I prosessen vil de gi verdifulle data som kan hjelpe forskere til å takle langvarige spørsmål om vår sol. Dette kan bidra til å utvide kunnskapen vår om andre stjernersystemer og kanskje til og med svare på spørsmål om livets opprinnelse.
Som Adam Szabo, misjonsforsker for Parker Solar Probe ved NASA Goddard, forklarte:
“Det er spørsmål som har tappet oss i lang tid. Vi prøver å tyde hva som skjer i nærheten av sola, og den åpenbare løsningen er å bare dra dit. Vi kan ikke vente - ikke bare meg, men hele samfunnet. ”
I tid, og med utviklingen av nødvendige avanserte materialer, kan vi til og med være i stand til å sende sonder inn i solen. Men frem til den tiden representerer disse oppdragene den mest ambisiøse og vågale innsatsen for å studere Solen til nå. Som med mange andre dristige initiativer for å studere vårt solsystem, kan deres ankomst ikke komme nok nok!
