Toen de vier decennia oude ruimtevaartuigen Voyager 1 en Voyager 2 in 2012 en 2018 de interstellaire ruimte betraden, respectievelijk, wetenschappers gevierd. Dit moedige ruimtevaartuig had al 120 keer de afstand van de aarde tot de zon afgelegd om de grens van de heliosfeer te bereiken, de bel die ons zonnestelsel omringt en wordt beïnvloed door de zonnewind. De Voyagers ontdekten de rand van de bubbel, maar lieten wetenschappers met veel vragen achter over hoe onze zon interageert met het lokale interstellaire medium. De instrumenten van de tweeling Voyagers bieden beperkte gegevens, waardoor er kritische hiaten ontstaan ​​in ons begrip van deze regio.

NASA en zijn partners plannen nu voor het volgende ruimtevaartuig, momenteel de interstellaire sonde genoemd, om veel dieper in de interstellaire ruimte te reizen, 1, 000 astronomische eenheden (AU) van de zon, met de hoop meer te leren over hoe onze thuisheliosfeer is gevormd en hoe deze evolueert.

"De interstellaire sonde gaat naar de onbekende lokale interstellaire ruimte, waar de mensheid nog nooit eerder is gekomen, " zegt Elena Provornikova, de interstellaire sonde heliofysica lood van het Johns Hopkins Applied Physics Lab (APL) in Maryland. "Voor de eerste keer, we zullen een foto maken van onze enorme heliosfeer van buitenaf om te zien hoe ons zonnestelselhuis eruit ziet."

Provornikova en haar collega's zullen de wetenschappelijke mogelijkheden van de heliofysica voor de missie bespreken tijdens de Algemene Vergadering van de European Geosciences Union (EGU) 2021.

Het door APL geleide team, waarbij ongeveer 500 wetenschappers betrokken zijn, ingenieurs, en enthousiastelingen - zowel formeel als informeel - van over de hele wereld, heeft onderzocht welke soorten onderzoeken de missie zou moeten plannen. "Er zijn werkelijk uitstekende wetenschappelijke mogelijkheden die de heliofysica omvatten, planetaire wetenschap, en astrofysica, ' zegt Provornikova.

Enkele mysteries die het team met de missie hoopt op te lossen zijn:hoe het plasma van de zon interageert met interstellair gas om onze heliosfeer te creëren; wat buiten onze heliosfeer ligt; en hoe onze heliosfeer er zelfs uitziet. De missie is van plan om 'beelden' van onze heliosfeer te maken met energetische neutrale atomen, en misschien zelfs "observeer extragalactisch achtergrondlicht uit de vroege tijden van onze melkwegvorming - iets dat niet kan worden gezien vanaf de aarde, " zegt Provornikova. Wetenschappers hopen ook meer te weten te komen over hoe onze zon interageert met de lokale melkweg, die dan aanwijzingen kunnen geven over hoe andere sterren in de melkweg omgaan met hun interstellaire buurten, ze zegt.

De heliosfeer is ook belangrijk omdat het ons zonnestelsel beschermt tegen hoogenergetische galactische kosmische straling. De zon reist rond in onze melkweg, door verschillende regio's in de interstellaire ruimte gaan, zegt Provornikova. De zon bevindt zich momenteel in wat de Lokale Interstellaire Wolk wordt genoemd, maar recent onderzoek suggereert dat de zon naar de rand van de wolk beweegt, waarna het het volgende gebied van de interstellaire ruimte zou binnengaan - waar we niets van weten. Zo'n verandering kan ervoor zorgen dat onze heliosfeer groter of kleiner wordt of de hoeveelheid galactische kosmische stralen die binnenkomen en bijdragen aan het achtergrondstralingsniveau op aarde veranderen, ze zegt.

Dit is het laatste jaar van een vierjarige "pragmatische conceptstudie, " waarin het team heeft onderzocht welke wetenschap met deze missie kan worden bereikt. Aan het einde van het jaar, het team zal een rapport aan NASA leveren dat potentiële wetenschap schetst, voorbeeld instrument payloads, en voorbeelden van ruimtevaartuigen en baanontwerpen voor de missie. "Onze aanpak is om het menu uit te stippelen van wat kan worden gedaan in zo'n ruimtemissie, ' zegt Provornikova.

De missie zou begin 2030 gelanceerd kunnen worden en zou ongeveer 15 jaar duren om de grens van de heliosfeer te bereiken - een tempo dat snel is vergeleken met de Voyagers, die 35 jaar duurde om daar te komen. Het huidige missieontwerp is gepland om 50 jaar of langer mee te gaan.

Provornikova zal maandag het laatste nieuws over het interstellaire sonde heliofysica plan presenteren, 26 april om 14:00 uur CEST.