science >> Wetenschap >  >> Astronomie

STEREO—10 jaar revolutionaire zonnebeelden

Deze samengestelde weergave toont de zon zoals hij verscheen op 31 januari, 2011, met gelijktijdige weergaven van zowel NASA's STEREO-ruimtevaartuig als NASA's Solar Dynamics Observatory. Dankzij deze drie verschillende gezichtspunten konden wetenschappers bijna de hele zon tegelijk vastleggen, met slechts een kleine lacune in de gegevens. Krediet:NASA/Goddard/STEREO

10 jaar geleden gelanceerd, op 25 oktober 2006, het tweelingruimtevaartuig van NASA's STEREO-missie - een afkorting voor Solar and Terrestrial Relations Observatory - heeft ons ongekende uitzichten op de zon gegeven, inclusief de allereerste gelijktijdige weergave van de hele ster in één keer. Dit soort uitgebreide gegevens is essentieel om te begrijpen hoe de zon uitbarst met zaken als coronale massa-ejecties en energetische deeltjes, evenals hoe die gebeurtenissen door de ruimte bewegen, soms met een impact op de aarde en andere werelden. Tien jaar geleden, het dubbele STEREO-ruimtevaartuig voegde zich bij een vloot van NASA-ruimtevaartuigen die de zon en zijn invloed op de aarde en de ruimte volgden - en ze boden een nieuw en uniek perspectief.

De twee STEREO-observatoria, genaamd STEREO-A en STEREO-B – voor Ahead and Behind, respectievelijk - werden in tegengestelde richtingen vanaf de aarde uitgezonden. Met behulp van zwaartekrachthulpen van zowel de maan als de aarde, de STEREO-ruimtevaartuigen werden versneld tot ontsnappingssnelheden van de aarde. STEREO-A werd in een iets kleinere baan geplaatst, en dus sneller dan die van de aarde. Voor STEREO-B, het omgekeerde gebeurde:het werd in een baan geduwd die iets groter was dan die van de aarde, zodat het langzamer rond de zon reisde, steeds meer achter de aarde aanlopen. Terwijl het ruimtevaartuig langzaam uitwaaierde van de middellijn tussen de aarde en de zon - waar alle andere ruimtevaartuigen die naar de zon kijken zich bevinden - onthulden ze steeds meer nieuwe informatie over onze dichtstbijzijnde ster.

"STEREO geeft ons een veel grondiger beeld van de zon, zonnewind en zonneactiviteit, " zei Terry Kucera, plaatsvervangend projectwetenschapper voor STEREO bij NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland. "Het uitzicht vanaf de andere kant van de zon stelt ons in staat meer gebeurtenissen vast te leggen en completere foto's van elke gebeurtenis te krijgen."

Wanneer waargenomen door een zonnetelescoop, het oppervlak van de zon kan worden gezien als karnen met bijna constante activiteit, soms inclusief de grotere zonne-uitbarstingen die de aarde kunnen beïnvloeden, andere werelden, en de ruimte zelf. Deze veranderende omstandigheden noemen we ruimteweer. Op aarde, ruimteweer manifesteert zich vaak als aurora's, of – in extreme gevallen – schade aan satellieten of stress op elektriciteitsnetten.

Krediet:NASA's Goddard Space Flight Center/Genna Duberstein, producent

De belangrijkste STEREO-missie is ontworpen voor een operatie van twee jaar, het observeren van de zon en de ruimte eromheen, op dat punt zou het ruimtevaartuig ongeveer 45 graden (een achtste van een cirkel elk) van de aarde verwijderd zijn. Dit missieontwerp was revolutionair, aangezien onze waarnemingen van de zon en de omstandigheden in de ruimte voorheen beperkt waren tot beelden vanuit het perspectief van de aarde. Door ons tegelijkertijd verschillende weergaven van de zon te geven, STEREO hielp wetenschappers zonne-uitbarstingen in de loop van de tijd te zien ontwikkelen, en gaf ze meerdere perspectieven van hoe die uitbarstingen zich naar buiten voortplanten. Hoe groter de scheiding van de twee ruimtevaartuigen van elkaar en van de aarde, hoe meer we leerden over de zon en haar invloed op de ruimte - inclusief multi-point views van een van de krachtigste zonnestormen ooit.

"STEREO had unieke perspectieven op een krachtige CME in juli 2012, dat sterk genoeg was om ernstige verstoringen te veroorzaken als het op de aarde was gericht, " zei Joe Gurman, STEREO-projectwetenschapper bij Goddard. "We hebben een frontale blik geworpen met STEREO-A, een zijaanzicht met STEREO-B en observaties door satellieten in een baan om de aarde."

Echter, De echte meevaller van STEREO is de enorme hoeveelheid verzamelde gegevens. Beide ruimtevaartuigen hebben bijna acht jaar goed gefunctioneerd, het opleveren van een schat aan gegevens over zonne-evenementen.

"Echte wetenschap komt niet van slechts één gebeurtenis, "zei Gurman. "Het grootste voordeel van STEREO is dat we onze modellen kunnen valideren van hoe CME's door de ruimte bewegen."

Deze animatie toont de banen van de twee STEREO-ruimtevaartuigen van oktober 2006 tot oktober 2016. Vanwege de unieke posities van de tweelingsondes in de ruimte, de STEREO-missie heeft wetenschappers een ongekende kijk op de zon gegeven, ons helpen om onze thuisster te begrijpen. Krediet:NASA Goddard's Scientific Visualization Studio

STEREO-A blijft gegevens verzamelen. Echter, STEREO-B ondervond een probleem toen het ruimtevaartuig een fase naderde die superieure conjunctie wordt genoemd - wanneer de zon tussen het ruimtevaartuig en de aarde zou staan, alle communicatie blokkeren. Tijdens testen in oktober 2014 ter voorbereiding op superieure conjunctie, contact met STEREO-B is verbroken. Na bijna twee jaar, op 21 augustus 2016, missie operators erin geslaagd om opnieuw contact op te nemen met STEREO-B, en heb sindsdien af ​​en toe contact gehad. Dit contact heeft nieuwe informatie onthuld over de batterij en de laadstatus van het ruimtevaartuig, zijn positie in de ruimte, zijn snelheid en zijn spin - en missie-operators blijven proberen te herstellen.

"De uitdagingen voor een succesvol herstel zijn talrijk, " zei Dan Ossing, de STEREO mission operations manager bij het Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory in Laurel, Maryland. "Het is een incrementeel proces dat zich blijft ontwikkelen, en kan maanden of zelfs jaren duren. Maar we weten dat er genoeg van het ruimtevaartuig is overgebleven om deze herstelpogingen de moeite waard te maken. We moeten gewoon geduld hebben."

Hoewel STEREO-A bijna vier maanden stil was vanwege superieure conjunctie, nadat het contact was hersteld, gaf het de gegevens terug die aan de andere kant van de zon waren vastgelegd, het opvullen van deze leemte in de tijdlijn van zonnegegevens. Het ruimtevaartuig STEREO-A werkt nu volledig, het onderhouden van deze informatiestroom.

"Het zijn deze langetermijnmetingen die cruciaal zijn voor het begrijpen van de zon, ’ zei Gurma.