Сонце не зовсім спокійне, хоча воно виглядає досить миролюбним у швидких поглядах, які ми можемо вкрасти неозброєними очима. Насправді, Сонце - це динамічне, хаотичне тіло, яке розпорошує сонячний вітер та радіацію та вивертається у великих плазмових пластинах. Життя в технологічному суспільстві поруч із усім, що є викликом.
Переважно Сонце просто зігріває Землю. Але іноді її виверження призводять до сонячних штормів, які вражають Землю. І в нашому електрифікованому та глобально комунікативному світі ці бурі можуть завдати чимало шкоди. Європейська космічна агенція (ESA), можливо, завдає шкоди лише мільярдам євро лише в Європі. Ми можемо зробити, щоб захистити нашу електричну мережу, комунікаційні системи та іншу інфраструктуру від геомагнітних бур, спричинених Сонцем. Але нам потрібно знати, коли ми приходимо
Якщо ми хочемо з будь-якою точністю передбачити сонячні бурі, ми повинні спостерігати їх джерело: Сонце. Хоча ми можемо бачити Сонце із Землі, магнітне поле Землі, яке насправді працює на захист нас від цих бур, є перешкодою для спостереження за Сонцем. Атмосфера блокує рентгенівські промені Сонця, екстремальні УФ та гамма-промені, що також ускладнює детальне спостереження за Сонцем.
Це не те, що наземні спостереження Сонця не можуть сказати нам про поведінку Сонця та про наближення сонячних штормів, це просто те, що вони не можуть це зробити самостійно. Супутники всередині магнітосфери Землі, але поза атмосферою, також можуть допомогти. Але вони беруть вимірювання in situ, вони не прогнозують.
ЄКА планує місію, яка надасть нам більш попереднє попередження про небезпечні бурі. Щоб бути більш ефективною, вона повинна знаходитися в космосі, подалі від магнітосфери Землі. Місія називається Lagrange, і зараз ESA розглядає пару космічних апаратів. Один би сидів у Лагрангійській точці 1, а другий сидів у Лагрангійській точці 5.
Точки Лагранжа - це конкретні місця в просторі, де гравітаційна сила Землі та Сонця врівноважує одна одну, і космічний апарат може тривалий час перебувати в такому положенні з мінімальним витрачанням палива. У L1 та L2 вже є декілька космічних кораблів, прийде більше. (Космічний телескоп James Webb буде розгорнутий на L2.)
Іноді Сонце вивергає і випромінює величезні кулі матеріалу магнітними полями від викидів корональних мас. Більшість цих глобусів не прибувають ніде поблизу Землі; але зрідка один б’є нас. І це викликає тут геомагнітну бурю, оскільки спалах Сонця тимчасово переповнює магнітосферу Землі.
Але ці бурі не з'являються нізвідки. Вони починаються із спостережуваних умов на Сонці. Сонце має 11-річний цикл, і частина цього циклу з найбільшою сонячною активністю та потенціалом шторму називається сонячним максимумом. Під час сонячного максимуму більша частина штормів відбувається від викидів корональної маси (СМЕ). В інший час 11-річного циклу бурі породжуються також регіонами взаємодії, що обертаються (CIR).
Але яка б не була причина, всі вони походять із Сонця, і прогнозувати їх точніше - на користь кожному.
Пара космічних апаратів буде працювати разом для моніторингу Сонця. L1 знаходиться у сонячному вітрі, у верхньому положенні. L1 вимірювання може розповісти про космічну погоду, яка прямує до Землі. Положення L5 дає нам вид збоку викидів корональної маси, що дозволяє краще вимірювати швидкість та напрямок CME. Разом інформація буде означати кращі прогнози.
"Один з найкращих способів спостереження за сонячною активністю, що швидко змінюється, - це розташування виділеного космічного корабля трохи від нашої прямої лінії до Сонця, щоб він міг спостерігати" сторону "нашої зірки ще до того, як вона обертається в поле зору", - сказав Джуха- Пекка Лунтама, відповідальний за космічну погоду в центрі контролю місій ESA, Дармштадт, Німеччина.
Космічний корабель L1 міряв би фактичний матеріал, спрямований на шторм на Землю, і міг би вибирати його швидкість, щільність, температуру та тиск. Він також може виміряти силу і напрямок Міжпланетного магнітного поля (МВФ), що є частиною магнітного поля Сонця, витісненого в космос сонячним вітром Сонця. Положення L1 також дозволяє космічному апарату спостерігати за сонячним диском і короною, а також вимірювати енергетичні частинки від Сонця.
Позиція L5 знаходиться на 60 градусів позаду Землі, коли вона обертається навколо Сонця. Космічний апарат L5 дивився б на речі збоку і бачив би сторону Сонця, яка збиралася повернутись до Землі. Цей космічний апарат також міг би спостерігати, як плазмові хмари поширюються та викидаються на Землю.
"L5 є прекрасним місцем для майбутньої космічної місії ESA, оскільки він дає заздалегідь уявлення про те, що відбувається на Сонці", - сказала Юха-Пекка у прес-релізі.
"Космічний корабель надасть важливі дані, які допоможуть нам помітити викиди Землі, які покращають Землю, покращать наші прогнози часу прибуття на Землю та нададуть попередні знання про активні регіони на Сонці під час їх обертання".
Для цієї місії два космічні апарати не були б ідентичними. Для виконання своїх наукових ролей кожному з них потрібен різний набір інструментів. Серед цих приладів - магнітографи, коронаграфи, геліосферні томографи, магнітометри, спектрометри, плазмоаналізатори та ін.
Місія Лагранжа стала б частиною мережі спостережних споруд як у космосі, так і тут, на Землі, присвячених прогнозуванню космічних штормів. Разом вони складають мережу космічної погоди (SWE) ESA.
У прес-релізі ESA зазначає, що одна екстремальна подія в космічній погоді може призвести до 15 мільярдів євро (16,2 мільярда доларів США). Заздалегідь попереджаючи, оператори електромереж зможуть підготуватися до шторму та зменшити шкоду, а також забезпечити, щоб електроенергія до критичних об'єктів, таких як лікарні, була лише мінімально перервана. Супутникові оператори також отримали б користь.
Місія зараз знаходиться на стадії розробки дизайну. Над цим працюють фахівці з космічної погоди та приладобудування промислових та наукових консорціумів Європи. ЄКА каже, що вони виберуть проект місії протягом приблизно 18 місяців.
Більше:
- Прес-реліз: Місія Лагранжа
- Додатковий прес-реліз: Місія Lagrange
- Космічний журнал: Космічні прогнози погоди тепер можуть давати супутникам один цілий день попередження, коли сонячна буря вбивці входить
