Een multi-miljoen dollar Boulder-instrumentpakket van de University of Colorado dat naar verwachting wetenschappers zal helpen om potentieel schadelijk ruimteweer beter te begrijpen, staat nu gepland om zaterdag aan boord van een National Oceanic and Atmospheric Administration-satelliet te lanceren, 19 november.

Ontworpen en gebouwd door CU-Boulder's Laboratory for Atmospheric and Space Physics (LASP), de instrumentenreeks die bekend staat als de Extreme Ultraviolet en X-ray Irradiance Sensors (EXIS) is de eerste van vier identieke pakketten die in het komende decennium op vier NOAA-weersatellieten zullen vliegen. EXIS zal de energie-output van de zon meten die satellietoperaties kan beïnvloeden, telecommunicatie, GPS-navigatie en elektriciteitsnetten op aarde als onderdeel van NOAA's volgende generatie Geostationary Operational Environmental Satellites -R Series (GOES-R).

"We zijn klaar voor lancering en kijken uit naar een succesvolle missie, " zei LASP Senior Research Scientist Frank Eparvier, hoofdonderzoeker van het EXIS-project. "Deze uiterst gevoelige instrumenten zullen wetenschappers helpen zonnegebeurtenissen beter te begrijpen en de effecten van ruimteweer op aarde te verzachten."

NASA's contract met CU Boulder namens NOAA om te ontwerpen, bouwen, toets, leveren en wetenschappelijk ondersteunen van de vier instrumentpakketten kost ongeveer $ 105 miljoen. De GOES-R-satelliet is gebouwd door Lockheed Martin Space Systems Co. in Littleton, Colorado en zal worden gelanceerd op een Atlas V-raket gebouwd door United Launch Alliance, hoofdkantoor in Centennial, Colorado.

EXIS bestaat uit twee LASP-instrumenten, inclusief XRS, een röntgensensor die de sterkte van zonnevlammen kan bepalen en wetenschappers snel kan waarschuwen, zei Eparvier. Grote zonnevlammen, gelijk aan de explosie van miljoenen atoombommen, kan "protongebeurtenissen" veroorzaken die geladen atomaire deeltjes in slechts enkele minuten van de zon en in de atmosfeer van de aarde laten vliegen. Ze kunnen satellieten beschadigen, radiostoringen veroorzaken en zelfs de gezondheid van astronauten bedreigen door de afscherming van ruimtevaartuigen binnen te dringen, hij zei.

"De XRS geeft de eerste waarschuwing dat er een zonnevlam plaatsvindt, NOAA details verstrekken over de timing, grootte en richting binnen enkele seconden, ’ zei Eparvier.

Het tweede EXIS-instrument, EUVS, zal de zonne-output in het extreem ultraviolette deel van het elektromagnetische spectrum monitoren, die volledig wordt geabsorbeerd door de bovenste atmosfeer van de aarde, zei Eparvier. Wanneer de extreme UV-lichtgolflengten de bovenste atmosfeer binnendringen tijdens actieve perioden op de zon, ze kunnen uit elkaar vallen, ioniseren en veranderen de eigenschappen van de atmosfeer waardoor satellieten vliegen en radiogolven zich voortplanten.

Fluctuaties in extreme UV-golflengten van de zon ioniseren de bovenste atmosfeer en interfereren met communicatie zoals mobiele telefoons en GPS-signalen, zei Eparvier. In aanvulling, dergelijke fluctuaties kunnen satellietweerstand veroorzaken, waardoor ruimtevaartuigen langzaam uit hun baan vallen en maanden of jaren verbranden voordat dergelijke gebeurtenissen worden verwacht.

"Moderne technologie heeft ons kwetsbaar gemaakt voor extreme variaties in ruimteweer die aanzienlijke effecten kunnen hebben op de communicatie op aarde, Eparvier zei. "Extreme zonneactiviteit kan problemen veroorzaken voor energiebedrijven over de hele wereld, bijvoorbeeld, deels omdat ze allemaal met elkaar verbonden zijn."

NOAA's GOES-satellieten zijn een reeks weersatellieten die wetenschappers helpen tijdige en nauwkeurige weersvoorspellingen te maken. Twee GOES-satellieten bevinden zich nu in een geostationaire baan op een hoogte van ongeveer 22, 000 mijl, met een gericht op het oostelijke deel van Amerika overlappend met een ander gericht op het westen. Satellieten in geostationaire banen voltooien één omwenteling in dezelfde tijd die de aarde nodig heeft om één keer om haar poolas te draaien, waardoor ze naar een deel van de aarde kunnen "staren", zei Eparvier.

LASP bouwde ook belangrijke zonne-instrumenten voor NASA's Van Allen Probes-missie die in 2012 werd gelanceerd om de stralingsgordels van de aarde te bestuderen, en ontwierp en bouwde een instrumentpakket van $ 32 miljoen voor NASA's Solar Dynamics Observatory dat in 2010 werd gelanceerd.

Meer dan 100 LASP-medewerkers, variërend van wetenschappers en ingenieurs tot technici, programmeurs en studenten hebben sinds 2006 aan het EXIS-programma gewerkt. CU Boulder's LASP zal EXIS ondersteunen bij de vier NOAA GOES-satellietmissies door middel van ruimtevaartuigintegratie, testen, lancering en inbedrijfstelling, zei Eparvier.

Elk instrumentenpakket, ongeveer de grootte van een grote magnetron en een gewicht van 66 pond, is drie keer zwaarder dan normaal dankzij extra afscherming die hen beschermt tegen het binnendringen van hoogenergetische deeltjes. Mike Anfinson van LASP is de projectmanager van EXIS.