science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Voorspelling zonneactiviteit voor volgend decennium gunstig voor exploratie

Op 31 augustus, 2012 een lange gloeidraad van zonnemateriaal die in de atmosfeer van de zon zweefde, de corona, uitbrak in de ruimte. Deze coronale massa-ejectie - een immense wolk van gemagnetiseerde deeltjes - reisde met meer dan 900 mijl per seconde. Het vermogen om dit soort gebeurtenissen op de zon te voorspellen, wordt steeds belangrijker nu NASA zich voorbereidt om mensen naar de maan te sturen in het kader van het Artemis-programma. Krediet:NASA's Goddard Space Flight Center

De laatste astronauten van het Apollo-programma hadden geluk. Niet alleen omdat ze werden uitgekozen om naar de maan te vliegen, maar omdat ze onderweg echt slecht weer hebben gemist. Dit was geen orkaan of hittegolf, maar ruimteweer - de term voor straling in het zonnestelsel, waarvan een groot deel door de zon wordt vrijgegeven. In augustus 1972, precies tussen de Apollo 16- en Apollo 17-missies in, een zonnestorm deed zich voor die gevaarlijke uitbarstingen van straling uitzond. Op aarde, we worden beschermd door ons magnetisch veld, maar in de ruimte, dit zou gevaarlijk zijn geweest voor de astronauten.

Het vermogen om dit soort gebeurtenissen te voorspellen wordt steeds belangrijker nu NASA zich voorbereidt om de eerste vrouw en de volgende man naar de maan te sturen onder het Artemis-programma. Onderzoek dat nu aan de gang is, heeft mogelijk een betrouwbare nieuwe methode gevonden om deze zonneactiviteit te voorspellen. De activiteit van de zon stijgt en daalt in een cyclus van 11 jaar. De voorspelling voor de volgende zonnecyclus zegt dat het de zwakste van de afgelopen 200 jaar zal zijn. Het maximum van deze volgende cyclus - gemeten in termen van zonnevlekkengetal, een standaardmaat voor het zonneactiviteitsniveau - kan 30 tot 50% lager zijn dan de meest recente. De resultaten laten zien dat de volgende cyclus in 2020 begint en in 2025 zijn maximum bereikt.

Zonnevlekken zijn gebieden op de zon met magnetische velden die duizenden keren sterker zijn dan die van de aarde. Minder van hen op het punt van maximale zonneactiviteit betekent minder gevaarlijke uitbarstingen van straling.

Zowel de voorspelling als het verbeterende vermogen om dergelijke voorspellingen over ruimteweer te doen, zijn goed nieuws voor missieplanners die menselijke verkenningsmissies kunnen plannen tijdens perioden met minder straling, wanneer mogelijk.

Het nieuwe onderzoek werd geleid door Irina Kitiashvili, een onderzoeker bij het Bay Area Environmental Research Institute bij NASA's Ames Research Center, in Silicon Valley in Californië. Het combineerde waarnemingen van twee NASA-ruimtemissies - het Solar and Heliospheric Observatory en het Solar Dynamics Observatory - met gegevens die sinds 1976 zijn verzameld van het op de grond gebaseerde National Solar Observatory.

Een uitdaging voor onderzoekers die de activiteiten van de zon willen voorspellen, is dat wetenschappers de innerlijke werking van onze ster nog niet volledig begrijpen. Plus, sommige factoren die zich diep in de zon afspelen, kunnen niet direct worden gemeten. Ze moeten worden geschat op basis van metingen van verwante verschijnselen op het zonneoppervlak, zoals zonnevlekken.

De methode van Kitiashvili verschilt van andere voorspellingstools wat betreft de grondstof voor de voorspelling. Eerder, onderzoekers gebruikten het aantal zonnevlekken om indirect de activiteit van het zonnemagneetveld weer te geven. De nieuwe benadering maakt gebruik van directe waarnemingen van magnetische velden die op het oppervlak van de zon verschijnen - gegevens die pas de laatste vier zonnecycli hebben bestaan.

Door de gegevens van de drie bronnen van zonnewaarnemingen wiskundig te combineren met de schattingen van de interne activiteit, werd een voorspelling gegenereerd die betrouwbaarder was dan het gebruik van een van die bronnen alleen.

In 2008, de onderzoekers gebruikten deze methode om hun voorspelling te doen, die vervolgens op de proef werd gesteld terwijl de huidige zonnecyclus zich het afgelopen decennium ontvouwde. Het heeft goed gepresteerd, waarbij de voorspelde sterkte en timing van het zonnemaximum nauw aansluiten bij de realiteit.

Weten hoe de zon zich zal gedragen, kan het nodige inzicht bieden om bescherming te plannen voor onze volgende ontdekkingsreizigers die zich in de verre ruimte wagen. Het stelt ons ook in staat technologie te beschermen waarvan we afhankelijk zijn:satellietmissies die het universum vanuit de ruimte bestuderen, landers en rovers op weg naar de maan en Mars, en de telecommunicatiesatellieten in onze eigen achtertuin.

NASA moet de komende vijf jaar Amerikaanse astronauten naar de maan brengen met een landing op de zuidpool van de maan. Met een kalme en stille ruimteweervoorspelling voor het komende decennium, het is een geweldige tijd om te verkennen.