211service.com
Romoppdraget for å kjøpe oss vitale ekstra timer før en solstorm slår til
NASA
Carrington Event er sannsynligvis den mest kjente hendelsen i romværets historie. En massiv solstorm som traff Jorden i 1859, produserte så mye geomagnetisk aktivitet at nordlyset ble sett så langt sør som Cuba. Telegrafoperatører rapporterte at det fløy gnister fra utstyret deres. Dette høres ikke så ille ut, men hvis det skjedde i dag, kan det svekke strømmen i bysentre, kutte av GPS og sette satellittkommunikasjon i fare.
Stormer som dette kan skje bare én gang hvert 100. eller 200. år, men hvis det kommer en, må vi vite det.
Romværanalyse ser etter advarsler om slike katastrofale hendelser (og mindre, hyppigere solutbrudd) ved å observere solens solvind, koronale masseutkast (når solen kaster ut plasma fra koronaen, forstyrrende magnetiske felt) og andre fenomener. Prognosene kan forutsi når nordlys vil lyse opp himmelen, men enda viktigere, de kan varsle om en forestående katastrofal hendelse.
Denne artikkelen dukket først opp i vårt romteknologinyhetsbrev, The Airlock. Du kan registrere deg her – det er gratis!
Akkurat nå får vi imidlertid bare noen timer til noen dager med advarsel. Hovedårsaken er at vi ikke har god utsikt over hele solen, og derfor kan vi ikke se når noe farlig dannes rundt baksiden. Et planlagt oppdrag fra European Space Agency kan endre det ved å gi oss en titt rundt på siden – og legge til en viktig ressurs til arsenalet av solvarslere. Forskere er i et kappløp mot tiden for å få Lagrange-oppdraget i gang før våre andre metoder for å oppdage farlig solvær ikke lenger er operative.
Diagram over Lagrange-punkter mellom jorden og solen. NASA
Til nå har de fleste romværoppdrag enten vært i bane rundt jorden eller lokalisert ved Lagrange-punkt L1, som ligger mellom jorden og solen. Lagrange poeng er steder i rommet hvor et objekt vil opprettholde samme posisjon i forhold til to kropper som er i bane rundt hverandre. For eksempel ser det ut til at et objekt ved L1-punktet holder seg rett foran jorden, og gir en uavbrutt utsikt over solen til enhver tid. Dette gjør det til et flott sted for vitenskapsoppdrag – som må bruke mindre energi for å holde seg på plass for å ta data – og mer spesifikt solobservasjonssatellitter.
Men det gir oss bare utsikt over den ene siden av stjernen. ESAs Lagrange-oppdrag vil dra nytte av Lagrange-punkt 5 for å gi oss et nytt perspektiv. L5 er omtrent en astronomisk enhet fra Jorden (avstanden til solen, eller 150 millioner kilometer), men bort til siden av planeten. Dette er det første romfartøyet som virkelig planlegger å bli der i L5 og kontinuerlig levere data, sier ESAs L1/L5 misjonsstudieleder, Stefan Kraft. NASAs STEREO-håndverk besøkte punktene kort i 2009, men å stoppe krever faktisk mye mer drivstoff.
Dette sidevisningen vil gi ESA-forskere et konstant blikk på overflaten av solen før den roterer mot jorden (solen roterer ca. en gang hver 27. dag ), gir tidligere og mer nøyaktige advarsler hvis farlig romvær kan være på vei.
Sammenkobling av data fra L1 og L5 vil også bidra til å redusere varslingstiden. Akkurat nå kan virkningen av en koronal masseutkast på jorden bare forutsies med en nøyaktighet på seks til 12 timer. I følge ESAs sjef for romværsegmentet, Juha-Pekka Luntama, vil Lagrange-oppdraget bringe det ned til noen få timer. For perspektiv vil de raskeste utkastene ta 15 til 18 timer å treffe jorden. Han sier at det også vil forbedre varslingstiden for høyhastighets solvindstrømmer, som – selv om de ikke er like farlige – kan forstyrre strømnettet og geostasjonære satellitter.
Gjengivelse av Lagrange-satellitten. ESA
For mindre romvær kan mer rettidige advarsler sikre at ingen romvandring er planlagt under en storm, og at nødhjelpspersonell på jorden har backup-kommunikasjon klar til å gå i tilfelle radioene deres går ut. I tilfelle en Carrington-lignende hendelse kan satellittoperatører stenge driften, advarsler kan bli gitt til allmennheten om at GPS-enhetene deres vil slå seg av, og strømnettoperatører kan få sjansen til å beskytte utstyret deres.
Teknisk sett vil oppdraget være utfordrende. På jorden, tre jevnt fordelte stasjoner i ESA-ene Etrack nettverk vil jobbe sammen for å konsekvent motta signaler fra fartøyet mens planeten roterer. Og å få signalet til Jorden i utgangspunktet er heller ingen enkel oppgave. L5-punktet er omtrent 100 ganger så langt fra jorden som L1, noe som betyr at hastigheten som dataene kan sendes tilbake med reduseres.
Så er det selve solstormene. Fartøyet vil ikke bare sende tilbake data om dem – det må også tåle dem. Når vi har alvorlige romværshendelser, så vil vi fortsatt gjerne observere, sier Kraft. Mens alle de andre romfartøyene i utgangspunktet kan gjemme seg og gå inn i sikker modus, må romfartøyet vårt være klart. Han sier at teamet for tiden utvikler mer robust skjerming som kan hjelpe satellitten å motstå stormer sterkere enn Carrington Event.
AT
For å fortsette å avbilde solen under ekstremvær, vil fartøyet bruke kunstig intelligens til å gjenkjenne og slette, bilde for bilde, ladede partikler som skaper en slags snø på bilder.
Vår evne til å overvåke rombasert vær er forringende.
Oppdraget er fortsatt i sin tidlige fase. Akkurat nå utvikler teamet den tekniske planen og setter sammen et forslag som skal presenteres sammen med andre ESA-studier i november. De utforsker nøyaktig hvor robuste systemene må være, og balanserer økonomiske begrensninger med behovet for å beskytte fartøyet. Å henge på det forslaget er ytterligere finansiering for å faktisk utføre oppdraget. Hvis alt går etter planen, vil de lanseres i 2025.
Kraft er optimistisk på at oppdraget vil bli godkjent. Han sier at teamet allerede har fått relativt klare indikasjoner fra land inkludert Tyskland og Storbritannia om at de ønsker å støtte det.
Tidspunktet for den godkjenningen er kritisk, fordi nye romværoppdrag er sårt nødvendige. I løpet av få år vil vi miste noen av de mest avgjørende vitenskapssatellittene som har vært i drift i flere tiår. Vår evne til å overvåke rombasert vær er nedverdigende, sier Luntama.
Oppdraget som forskerne er mest bekymret for å miste er Solar and Heliospheric Observatory Satellite (SOHO), som sitter ved L1. Det er det eneste oppdraget som er vert for et instrument som overvåker begynnelsen av koronale masseutkast mot jorden. Og det er det primære verktøyet som fortsatt brukes til å gi varsler og advarsler når noe farlig skjer i solen.
Den ble lansert i 1995 og har allerede vært i verdensrommet i mer enn 20 år – mer enn fire ganger den opprinnelige tiltenkte levetiden. US National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) planlegger også sitt eget solobservatorium for å erstatte SOHO-dataene som kan gå tapt ved L1. Det er målrettet å lansere i 2024, som er akkurat i tide: Luntama sier at SOHO har, senest, til 2024 før det mislykkes. Tekniske problemer kan få den til å gjøre det hver dag.
Vi må sørge for at vi opprettholder vår evne til å overvåke romvær, sier han. Ellers, om noen år kommer vi faktisk til å være blinde, og vi vil ikke være i stand til å beskytte infrastrukturen vår mot romvær lenger.