Ons begrip van ruimteweer, zijn oorsprong op de zon, en zijn voortgang en bedreiging voor de aarde, komt met kritieke lacunes - hiaten die de Solar Orbiter van het European Space Agency hoopt te helpen opvullen na de aanstaande lancering.

De missie om de fysica van de zon te bestuderen, zal de eerste zijn die beelden van zijn polen vastlegt. De orbiter zal samenwerken met NASA's Parker Solar Probe, die in augustus 2018 van start ging. Bij beide missies zijn onderzoekers van de University of Michigan betrokken.

Orbiter staat gepland voor lancering op 7 februari vanaf Cape Canaveral.

Zonnestormen zijn stortvloeden van geladen deeltjes en elektromagnetische velden van de zon die het aardmagnetisch veld doen rammelen. Grote storingen kunnen elektriciteitsleidingen beschadigen en dure transformatoren in gevaar brengen. Ze kunnen ook satellieten beschadigen. Tot voor kort, ons vermogen om bedreigingen van zonneactiviteit te voorspellen, kwam van gegevens die waren verzameld met telescopen en ruimtevaartuigen die ver verwijderd waren van de actie op de zon.

Vandaag, mede dankzij een raamwerk voor ruimteweermodellering ontwikkeld bij U-M, we hebben regionale geospace-voorspellingen tot 45 minuten van tevoren. Hoewel dit kleine beetje doorlooptijd beter is dan niets, het is waarschijnlijk niet genoeg voor elektriciteitsbedrijven en anderen om zich op tijd voor te bereiden om de gevolgen te beperken.

Solar Orbiter probeert activiteit op de zon te verbinden met het zonneplasma dat uitmondt in de heliosfeer en ruimteweer aanstuurt.

"We begrijpen niet helemaal hoe ruimteweer op de zon ontstaat, " zei Jim Raines, een associate research scientist in klimaat- en ruimtewetenschappen en engineering. "In feite, gebeurtenissen op de zon zijn op dit moment erg moeilijk te voorspellen, hoewel ze achteraf waarneembaar zijn. We kunnen ze niet voorspellen met de nauwkeurigheid die we echt nodig hebben.

"We hopen dat de verbindingen die we zullen maken met Solar Orbiter meer van de basis zullen leggen die nodig is om een ​​systeem te bouwen dat in staat is om het ruimteweer nauwkeurig te voorspellen."

Solar Orbiter zal actieve regio's kunnen volgen, dat zijn regio's die kunnen exploderen in een coronale massa-ejectie - een belangrijke weersgebeurtenis in de zonneruimte, zei Raines.

Om dat te doen, hij en Sue Lepri, een universitair hoofddocent klimaat- en ruimtewetenschappen en techniek en een plaatsvervangend hoofdonderzoeker op de missie, zijn mede-onderzoekers van Orbiter's Solar Wind Analyzer. De reeks instrumenten omvat de Heavy Ion Sensor, gedeeltelijk gebouwd bij UM. HIS is een soort ionenmassaspectrometer die de samenstelling van de zonnewind die hij bemonstert afbreekt.

Het kennen van de samenstelling zal helpen bepalen waar energie wordt afgezet en ingevoerd in de zonnewind en uitbarstingen op de zon, evenals hoe deeltjes worden versneld in de heliosfeer. De heliosfeer is in wezen de bel rond het zonnestelsel gevormd door de zonnewind. Het beschermt ons tegen galactische kosmische straling.

Met deze gegevens kunnen onderzoekers bepalen waar de door Orbiter bemonsterde zonnewind op de zon is ontstaan.

"Terwijl de Parker Solar Probe zich richt op protonen, elektronen en alfadeeltjes - de meest voorkomende deeltjes die uit de zon komen - we kijken naar sporenelementen die zwaarder zijn dan dat, zoals koolstof, zuurstof en ijzer, maar veel minder overvloedig, ' zei Lepri.

"Deze zware ionen weerspiegelen de energiebronnen van de zonnewind. En dat is iets waar je niet volledig achter kunt komen tenzij je deze zware ionen begrijpt."

Orbiter zal uiteindelijk binnen 60 zonnestralen komen, of 42 miljoen kilometer (26 miljoen mijl), van de zon.

Dat stelt het in staat om verder te gaan waar Parker ophoudt. De missie van Parker Solar Probe was om dichter bij de zon te vliegen dan enig ander ruimtevaartuig en om gegevens rechtstreeks binnen de zonnecorona te verzamelen. De wetenschappelijke doelen zijn om de opwarming van de zonnecorona en de versnelling van de zonnewind en energetische deeltjes beter te begrijpen.

"We hebben de zonnewind waargenomen en geprobeerd deze tot op zekere hoogte terug te verbinden met de zon met ruimtevaartuigen die net stroomopwaarts van de aarde zitten, ' zei Lepri. 'Maar er kan veel gebeuren tussen de zon en de aarde.

"Orbiter zal daar een deel van het mysterie uit halen. Het verbindt wat er op de zon wordt waargenomen directer met wat er werkelijk langs je heen waait in de zonnewind. Dus het helpt bij het beantwoorden van de vraag:hoe verbind je het magnetische zonneveld en de plasma-energie in de corona met de zonnewind in ruimere zin?"