探索太陽和地球極光的兩項新任務可以極大地增進我們對造成潛在危險太空天氣的複雜相互作用的理解。
在我們星球的北部和南部高緯度地區看到的極光可能非常美麗,但是眾所周知,造成這些魔幻燈光秀的現象和過程會干擾我們的通信信號和公用電網。專家們擔心,以強地磁風暴的形式出現的嚴峻的太空天氣會更加糟糕,將導致手持設備、衛星艦隊和負責通過電網傳輸電力的變壓器被摧毀。
自19世紀中葉以來,沒有發生過如此規模的地磁風暴,但是科學家有理由相信,我們將來會在某個時候遇到類似的事件。麻煩的是,無論是普通的日常天氣還是每100年發生一次的可怕事件,我們都無法很好地預測這種情況。
美國宇航局(NASA)表示,這是這兩個新的太陽物理學任務的來歷,因為它們將幫助我們更好地「理解太陽和地球是一個相互連接的系統」。 為此,新衛星將研究諸如太陽風、太陽耀斑和日冕物質拋射等背後的物理現象,後者是造成地磁風暴的原因。 這些任務的洞察力將提高我們的預測能力,使我們有可能應對即將到來的「暴風雨」天氣。
對於EUVST任務,或極紫外高通量光譜望遠鏡Epsilon任務,一艘太空船將分析我們恆星的極紫外輻射的光譜。它將研究太陽風如何從太陽的大氣層或日冕中散發出來,恆星物質如何傳播到太空中。科學家將使用這些數據來確定這些過程影響太陽系(包括地球大氣層)的方式。
該項目網站稱,這種「下一代太陽觀測衛星」解析度和靈敏度將比任何以前的紫外光譜儀要高。這些功能可能會糾纏磁場和等離子體過程產生日冕加熱和大量釋放能量的不同方式。
日本航天探索局(JAXA)將與美國和歐洲的合作夥伴一起領導EUVST任務。美國國家航空航天局將為該項目投入5500萬美元,其中包括紫外線檢測器、光譜儀零件、導向望遠鏡、軟體以及用於對光譜測量進行情境化的成像系統。華盛頓美國海軍研究實驗室的哈裡·沃倫(Harry Warren)將擔任首席研究員。預計將於2026年推出EUVUST。
第二個任務,Electrojet Zeeman Imaging Explorer或EZIE,將涉及地球軌道上的三個立方體衛星。 EZIE預算為5,330萬美元,將研究與極光活動和地球磁層相關的地球大氣層中的電流。衛星將研究極光電射流(一種進入磁層並在60到90英裡(97-145公裡)之間的高空穿越大氣的電流),以確定其隨時間變化的方式和原因。
約翰霍普金斯大學的Jeng-Hwa Yee將擔任首席研究員。
「儘管進行了數十年的研究,但我們仍然不了解電流的基本配置,而電流的基本配置對於地球與周圍空間之間的相互作用至關重要。」Yee在約翰·霍普金斯(Johns Hopkins)聲明中說,「這是一個具有普遍重要性的問題,因為它適用於任何磁化體,例如水星、土星和木星,但它也具有實際意義,因為這些潮流對我們在太空和地球上的技術產生了深遠的影響。」
預計EZIE將於2024年6月左右發布。
美國宇航局華盛頓總部科學助理管理員託馬斯·祖布興(Thomas Zurbuchen)在一份聲明中說:"我們非常高興地將這些新任務添加到越來越多的衛星艦隊中,這些衛星正在利用一系列前所未有的觀測工具研究我們的太陽-地球系統。」
我們需要數年才能看到這些任務的結果,但是出於科學和實踐的原因,我們必須進行這種基於空間的太陽物理學,這一點很重要。2017年的研究表明,由於技術受損和全球範圍的停電,足夠強大的地磁風暴每天可能使美國損失400億美元以上。