Sunce nije baš jasno, iako se čini prilično mirnim u brzim pogledima koje možemo ukrasti golim očima. U stvarnosti, međutim, Sunce je dinamično, kaotično tijelo, koje raspršuje solarni vjetar i zračenje i izbija u velikim plahtama plazme. Živjeti u tehnološkom društvu pored svega što je izazov.
Uglavnom Sunce samo zagrijava Zemlju. Ali ponekad njegove erupcije dovode do solarnih oluja koje udaraju na Zemlju. A u našem elektrificiranom i globalno komunikacijskom svijetu te oluje mogu nanijeti veliku štetu. Potencijalno milijarda eura šteta samo u Europi, prema Europskoj svemirskoj agenciji (ESA). Postoje stvari koje možemo učiniti da zaštitimo našu električnu mrežu, komunikacijske sustave i drugu infrastrukturu od geomagnetskih oluja koje uzrokuje Sunce. Ali moramo znati kada netko dolazi.
Ako želimo bilo koju točnost predvidjeti solarne oluje, moramo promatrati njihov izvor: Sunce. Iako možemo vidjeti Sunce sa Zemlje, Zemljino magnetsko polje, koje zapravo djeluje na zaštitu od tih oluja, ometa praćenje Sunca. Atmosfera blokira Sunčeve rendgenske zrake, ekstremne UV zrake i gama zrake, što također otežava detaljno promatranje Sunca.
Nije to da zemaljska opažanja Sunca ne mogu nam reći o Sunčevom ponašanju i predstojećim solarnim olujama, samo to ne mogu sama. Sateliti unutar magnetosfere Zemlje, ali izvan atmosfere, također mogu pomoći. Ali uzimaju in situ mjerenja, ne prognoziraju.
ESA planira misiju koja će nas unaprijed upozoriti na opasne oluje. Da bi bio učinkovitiji, mora biti u svemiru, daleko od Zemljine magnetosfere. Misija se zove Lagrange, a trenutno ESA razmatra par svemirskih letjelica. Jedan bi sjedio u Lagrangian Točki 1, a drugi u Lagrangian Point 5.
Lagrangeove točke specifična su mjesta u prostoru gdje gravitacijska sila sa Zemlje i Sunca uravnotežuju jedna drugu, a svemirska letjelica može dugo ostati u tom položaju uz minimalnu potrošnju goriva. Na L1 i L2 već je više svemirskih letjelica, a dolazi ih još više. (Svemirski teleskop James Webb bit će raspoređen na L2.)
Sunce ponekad eruptira i emitira ogromne kugle materijala s magnetskim poljskim linijama izbacivanjem koronalnih masa. Većina tih kugli ne dolazi nigdje blizu Zemlje; ali povremeno nas netko udari. A to ovdje uzrokuje geomagnetsku oluju, budući da Sunčevo izbijanje privremeno nadmašuje magnetosferu Zemlje.
Ali ove oluje ne dolaze niotkuda. Započinju s opaženim uvjetima na Suncu. Sunce ima 11-godišnji ciklus, a dio tog ciklusa s najviše solarne aktivnosti - i olujnog potencijala - naziva se solarni maksimum. Tijekom solarnog maksimuma, većina oluja dolazi od izbacivanja koronalnih masa (CME). U ostalim vremenima u 11-godišnjem ciklusu, oluje su također izazvane zajedničkim okretnim područjima interakcije (CIR).
Ali bez obzira na uzrok, svi dolaze sa Sunca i preciznije ih predviđanje svima je u korist.
Par svemirskih letjelica radio bi zajedno da nadgleda Sunce. L1 je u solarnom vjetru, u položaju uzvodno. L1 mjerenja mogu nam reći o svemirskom vremenu koje ide prema Zemlji. Položaj L5 pruža nam neku vrstu bočnog izbacivanja koronalnih masa, a to omogućava bolja mjerenja brzine i smjera CME. Zajedno bi informacije značile bolje prognoze.
"Jedan od najboljih načina za promatranje sunčeve aktivnosti koji se brzo mijenja, je namjestiti svemirski brod malo dalje od naše izravne linije prema Suncu, tako da može promatrati" stranu "naše zvijezde prije nego što se ona okrene u pogled", rekao je Juha- Pekka Luntama, odgovorna za svemirsko vrijeme u ESA-inom centru za kontrolu misije, Darmstadt, Njemačka.
Svemirska letjelica L1 mjerila bi stvarni materijal oluje na Zemlji i mogla bi uzorkovati njegovu brzinu, gustoću, temperaturu i tlak. Također može izmjeriti snagu i smjer međuplanetarnog magnetskog polja (MMF), koji je dio Sunčevog magnetskog polja gurnut u svemir Sunčevim solarnim vjetrom. Položaj L1 također omogućuje svemirskoj letjelici da gleda solarni disk i koronu, te da mjeri energetske čestice sa Sunca.
Položaj L5 je 60 stupnjeva iza Zemlje dok kruži oko Sunca. Svemirska letjelica L5 gledala bi stvari sa strane, i vidjela bi stranu Sunca koja se trebala okretati prema Zemlji. Ta bi svemirska letjelica također mogla gledati kako se plazma oblaci šire i emitiraju prema Zemlji.
"L5 je izvrsno mjesto za buduću svemirsku vremensku misiju ESA-a, jer daje unaprijed pregled onoga što se događa na Suncu", rekla je Juha-Pekka u priopćenju za javnost.
"Svemirska letjelica pružila bi presudne podatke koji će nam pomoći da uočimo izbacivanje Zemlje, poboljšati naše prognoze vremena dolaska na Zemlju i pružiti unaprijed znanje o aktivnim regijama na Suncu dok se rotiraju."
Za ovu misiju dvije svemirske letjelice ne bi bile identične. Da bi ispunili svoje znanstvene uloge, svaki im treba različit paket instrumenata. Među tim instrumentima su magnetogrami, koronagrafi, heliosferski snimci, magnetometri, spektrometri, analizatori plazme i drugi.
Lagrangeova misija postala bi dio mreže promatračkih objekata, kako u svemiru, tako i ovdje na Zemlji, posvećene predviđanju svemirskih oluja. Zajedno čine mrežu ESA-e svemirskog vremena (SWE).
U priopćenju za medije, ESA navodi da bi jedan ekstremni svemirski vremenski događaj mogao uzrokovati do 15 milijardi eura (16,2 milijarde američkih dolara). Uz prethodno upozorenje, operatori elektroenergetskih mreža mogli bi se pripremiti za oluju i smanjiti štetu i osigurati da struja u kritičnim objektima poput bolnica bude minimalno prekinuta. Satelitski operateri bi također imali koristi.
Misija je upravo u fazi dizajna. Na tome rade stručnjaci za svemirsko vrijeme i dizajn instrumenata iz industrijskih i znanstvenih konzorcija u Europi. ESA kaže kako će odabrati dizajn misije u roku od oko 18 mjeseci.
Više:
- Priopćenje za javnost: Lagrange Mission
- Dodatno priopćenje za javnost: Lagrange misija
- Svemirski magazin: Svemirske vremenske prognoze sada mogu satelitima pružiti jedan cijeli dan upozorenja kada ulaze sunčeve solarne oluje
