I de kommende årene vil en rekke bli sendt til verdensrommet for å svare på noen av de varige spørsmålene om kosmos. Noe av det mest presserende er effekten som solaktivitet og "romvær" -hendelser har på planeten Jorden. Ved å kunne forutsi disse bedre, vil forskere kunne lage bedre systemer for tidlig varsling som kan forhindre skade på jordas elektriske infrastruktur.
Dette er formålet med Solar Orbiter (SolO), et ESA-ledet oppdrag med sterk deltakelse fra NASA som ble lansert i morges (mandag 10. februar) fra Cape Canaveral, Florida. Dette er det første "middelsklasse" -oppdraget som er implementert som en del av ESAs Cosmic Vision 2015-25-program, og vil bruke de neste fem årene på å undersøke solens upartede polare regioner for å lære mer om hvordan Solen fungerer.
Her på jorden har hendelser som solfaksel potensial til å spille alvorlig ødeleggelse med elektrisk infrastruktur, som inkluderer å slå ut strømnett, forstyrre flytrafikken og telekommunikasjonen, og sette astronauter og Den internasjonale romstasjonen (ISS) i fare. For tiden kan myndigheter og romfartsorganer forutse slike hendelser bare 48 minutter på forhånd.
Derav behovet for soloppdrag, slik at forskere kan forutsi hendelser i solværet mye tidligere. Når SolO kommer rundt sola, vil det være å utføre nærobservasjoner av solpolarområdene, den indre heliosfæren og de energiske partiklene som sprenges ut og bæres av solvind i hele solsystemet. Som Günther Hasinger, ESAs forskningsdirektør, forklarte i en fersk ESAs pressemelding:
“Som mennesker har vi alltid vært kjent med solens betydning for livet på jorden, observert den og undersøkt hvordan den fungerer i detalj, men vi har også lenge visst at den har potensial til å forstyrre hverdagen hvis vi skulle være i skuddlinjen av en kraftig solstorm. Mot slutten av vårt Solar Orbiter-oppdrag vil vi vite mer om den skjulte styrken som er ansvarlig for solens endrede oppførsel og dens innflytelse på vår hjemmeplanet enn noen gang før.”
I løpet av de neste to årene vil SolO utføre gravitasjonshjelpende fluebys med Jorden og Venus som vil plassere den i en svært elliptisk bane rundt sola. Den siste flybyen vil slynge omløperen ut av solsystemets ekliptiske plan (som er der planetene går i bane) og heve romfartøyets tilbøyeligheter til å gi nye synspunkter på de ikke-kartede polare områdene i solen.
I løpet av sitt fem år lange oppdrag vil SolO omløpe sola med en helning på 17 ° over og under solekvator, og deretter tilpasse seg en helning på 33 ° under det utvidede oppdraget. Disse banene vil la romfartøyet skimte det som skjer rundt de nordlige og sørlige polare områdene og ta bilder av overflaten ved hjelp av en suite med 10 in-situ og fjernmålerinstrumenter.
Dette inkluderer Heliospheric Imager (SoloHi), Spectral Imaging of the Coronal Environment (SPICE), og den polaritmiske og Helioseismic Imager (PHI), som vil avbilde solens overflate og korona. I mellomtiden vil instrumenter som Energetic Particle Detector (EPD), Solar Wind plasma Analyzer (SWA), røntgenspektrometer / teleskop (STIX) og Extreme Ultraviolet Imager (EUI) måle solvind og solens magnetiske felt.
Som Daniel Müller, ESAs Solar Orbiter-prosjektforsker, sa om SolOs instrumentpakke:
“Kombinasjonen av fjernsensorinstrumenter, som ser på solen, og målinger på stedet, som kjenner kraften sin, vil tillate oss å gå sammen med prikkene mellom det vi ser ved solen og det vi opplever mens vi suger opp solvinden. Dette vil gi enestående innsikt i hvordan forelderstjernen vår fungerer i forhold til sin 11-årige solaktivitetssyklus, og hvordan solen skaper og kontrollerer den magnetiske boblen - heliosfæren - der planeten vår befinner seg i.”
Dette oppdraget er et resultat av tjue års planlegging, seks år med bygging og utvikling og et år med testing, som alle var nødvendige for å validere høy temperatur-teknologien. SolO-oppdraget var også et resultat av samarbeid mellom byråer mellom ESA og NASA, samt mellom ESA og industripartnere som Airbus Defense and Space Ltd.
Under oppdraget vil SolO studere Solen i en avstand på omtrent 42 millioner km (26 millioner mi) fra overflaten - som vil plassere den innenfor bane til Merkur. På denne avstanden vil omløperen oppleve temperaturer opp til 500 ° C - omtrent tretten ganger hva satellittene opplever i bane rundt jorden. Dette byr på betydelige utfordringer, som Sylvain Lodiot - ESAs operatørsjef for romfartøy i Solar Orbiter - forklarte:
“Å drive et romfartøy i nærheten av solen er en enorm utfordring… Vårt team må sørge for kontinuerlig og nøyaktig peking av varmefeltet for å unngå potensiell skade fra solstrålingen og termisk fluks. Samtidig må vi sikre en rask og fleksibel respons på forskernes forespørsler om å tilpasse instrumentenes operasjoner i henhold til de nyeste observasjonene av soloverflaten.”
Solar Orbiter vil bli med på NASAs Parker Solar Probe (PSP), som ble lansert i august 2018 og har også studert Solen i umiddelbar nærhet. Mens målene er komplementære, er de to oppdragene forskjellige på noen viktige måter. Enkelt sagt, Parker Solar Probe vil studere solen fra en mye nærmere avstand (effektivt "berøre" solen) for å studere hvordan solvind kommer fra.
Ved å fly i større avstand vil SolO-oppdraget kunne foreta direkte observasjoner av sola og oppnå et omfattende perspektiv. Som allerede nevnt, vil dette omfatte utsikt over Solens polare regioner for første gang i historien. Denne informasjonen vil også gi kontekst til målingene utført av PSP, og produsere komplementære datasett som gir opp til mer enn de to oppdragene kunne gi på egen hånd.
"Solar Orbiter er det nyeste tilskuddet til NASA Heliophysics System Observatory, og slutter seg til Parker Solar Probe i et ekstraordinært eventyr for å låse opp de største mysteriene fra Solen og dens utvidede atmosfære," sa Holly Gilbert, oppdragets prosjektforsker. "Den kraftige kombinasjonen av disse to oppdragene og deres imponerende teknologiske fremskritt vil styrke vår forståelse til nye høyder."
Dette oppdraget vil bygge på arven fra oppdrag som Ulysses romskip og Solar and Heliophysics Observatory (SOHO), som begge er felles NASA-ESA-oppdrag. Disse og andre oppdrag, en kombinasjon av romfartøyer og bakkebaserte teleskoper, vil gi oss det mest avanserte blikket på vår sol til dags dato og låse opp mysteriene om dens innflytelse på jorden.
