NASA heeft het Southwest Research Institute geselecteerd om de missie "Polarimeter to Unify the Corona and Heliosphere" (PUNCH) te leiden, een historische missie van het Small Explorers Program die een beeld zal vormen voorbij de buitenste corona van de zon.

PUNCH zal bestaan ​​uit een constellatie van vier microsatellieten ter grootte van een koffer of "microsats" die al in 2022 zullen worden gelanceerd. De microsats zullen in formatie rond de aarde draaien om te bestuderen hoe de atmosfeer van de zon, of corona, verbindt met het interplanetaire medium. PUNCH zal de eerste wereldwijde beelden opleveren van hoe de zonnecorona de zonnewind met massa en energie doordrenkt.

"Het vacuüm van de ruimte tussen de planeten is niet helemaal leeg - het is eigenlijk gevuld met een ijl, hypersonische 'zonnewind' die uit de corona stroomt en ruimtevaartuigen en planeten aantast, inclusief de onze, " zei PUNCH hoofdonderzoeker Dr. Craig DeForest, een wetenschapper en programmadirecteur in de Space Science and Engineering Division van SwRI. "PUNCH zal het 'niemandsland' tussen de buitenste zonnecorona en de zonnewind observeren, wat ons onze eerste duidelijke beelden geeft van het hele systeem dat de zon en de aarde met elkaar verbindt."

PUNCH zal de zonnewind volgen en in beeld brengen wanneer deze uit de zonnecorona komt, overgangen naar de interplanetaire ruimte en stromen door het zonnestelsel, de planeten en andere lichamen van het zonnestelsel baden. Deze metingen zullen onthullen hoe en waarom het materiaal dat van de ster komt op weg naar de aarde winderig en turbulent wordt.

In aanvulling, de PUNCH-satellieten zullen in 3D de coronale massa-ejecties van de zon volgen, ook bekend als "CME's" of "ruimtestormen, " terwijl ze uit de corona uitbarsten in de interplanetaire ruimte. CME's veroorzaken enkele "ruimteweer" -gebeurtenissen die de aarde beïnvloeden, die astronauten kunnen bedreigen, satellieten beschadigen, zwarte stroomnetten, en verstoren de communicatie en GPS-signalen.

"Het meeste van wat we weten over het ruimteweer dat door de zonnewind wordt geleverd, komt van directe bemonstering door ruimtevaartuigen die erin zijn ingebed, " zei PUNCH-projectwetenschapper Dr. Sarah Gibson, waarnemend directeur van het High Altitude Observatory in Boulder, Colorado. "Dit is als het begrijpen van wereldwijde weerpatronen op basis van gedetailleerde metingen van een paar individuele weerstations op de grond. PUNCH is meer een weersatelliet die een compleet stormsysteem kan afbeelden en volgen terwijl het zich over een hele regio ontwikkelt."

De vier ruimtevaartuigen zullen in een verspreide formatie over de hele wereld vliegen, synchroon werken om om de paar minuten gepolariseerde beelden van het hele binnenste zonnestelsel te produceren. Elk van de vier PUNCH-ruimtevaartuigen heeft een gespecialiseerde camera om vage zonnestralen vast te leggen die worden weerkaatst door vrije elektronen in de interplanetaire ruimte.

Eén ruimtevaartuig draagt ​​een Narrow Field Imager die de buitenste corona zelf vastlegt, en de andere dragen door SwRI ontwikkelde Wide Field Imagers (WFI's). Met donkere schotten kunnen de WFI's ruimteweereffecten fotograferen die meer dan duizend keer zwakker zijn dan de Melkweg, ondanks vliegen in direct zonlicht.

"Het fotograferen van de lucht in gepolariseerd licht is de geheime saus van de missie, "DeForest zei. "Als zonlicht elektronen weerkaatst, het wordt gepolariseerd. That polarization effect lets us measure how solar wind features move and evolve in three dimensions, instead of just a 2-D image plane. PUNCH is the first mission with the sensitivity and polarization capability to routinely track solar wind features in 3-D."

"The Explorers Program seeks innovative ideas for small, cost-constrained missions that can help unravel the mysteries of the universe, " said Dr. Paul Hertz, director of NASA's Astrophysics Division. "PUNCH absolutely meets the standard to solve mysteries about the Sun's corona, the Earth's atmosphere and magnetosphere, and the solar wind."