All'inizio degli anni '80, gli eliofisici avevano bisogno di risposte. Volevano imparare come proteggere gli astronauti e le risorse intorno alla Terra dal clima spaziale potenzialmente dannoso che risulta dal nostro sole tumultuoso. Fare quello, avevano bisogno di capire meglio il continuo cambiamento, sistema spaziale dinamico intorno al nostro pianeta, comprese le misurazioni delle proprietà del vento solare, il continuo fluttuare di particelle cariche provenienti dal sole. A rispondere a questa chiamata è stata la missione Wind giustamente chiamata, lanciata 25 anni fa, il 1 novembre, 1994. Il vento attualmente orbita nel primo punto di Lagrange, L1, un punto di equilibrio gravitazionale tra il sole e la Terra, che consente alla navicella di affrontare il sole in ogni momento.

Negli ultimi 25 anni, Il vento ha studiato il gas riscaldato di particelle cariche, noto come plasma, che riempie lo spazio tra i pianeti. Le osservazioni hanno permesso agli scienziati di acquisire una comprensione del vento solare e delle sue interazioni con l'ambiente vicino alla Terra. I dati sul vento sono stati fondamentali per chiarire le proprietà del vento solare, intenso clima spaziale, e spazio interstellare, oltre ad assistere altri veicoli spaziali che hanno continuato a studiare il sole da vicino.

Finora, I dati di Wind sono stati utilizzati in oltre 5, 000 pubblicazioni, e ha sostenuto quasi 100 lauree. Prende costantemente dati da 25 anni, e ha abbastanza carburante nella sua orbita attuale per durare fino al 2074. I risultati scientifici di Wind sono prodigiosi:ecco alcuni dei risultati più interessanti degli ultimi 25 anni:

1. Radio solare

All'inizio della sua missione, Il vento si è sintonizzato sulle frequenze radio del sole. Ascoltando, Wind è stato in grado di rilevare un ronzio proveniente dalla nostra stella; il sole cantava. Tenendo traccia delle variazioni minime di questa frequenza, gli scienziati possono osservare a distanza la superficie del sole e il clima spaziale che si avvicina alla Terra.

2. Polvere Interstellare

Nei primi anni di osservazione, gli scienziati hanno notato che accade qualcosa di interessante con i rilevatori di campo elettrico di Wind a bordo della missione. Di tanto in tanto, nei dati comparirebbe un grande picco. Infine, gli scienziati hanno determinato l'origine dei picchi:particelle di polvere iperveloci che impattano sulla navicella spaziale. Quando queste particelle di polvere colpiscono il vento, creano minuscole esplosioni di plasma all'impatto, che ha provocato picchi di campo elettrico sugli strumenti. Tali particelle possono provenire dall'interno o dall'esterno del sistema solare, ma la maggior parte delle particelle interstellari viene tenuta fuori a causa dell'influenza del vento solare. Non abbiamo molti strumenti nello spazio per rilevarli. Finora Wind ha misurato ben oltre 100, 000 impatti di particelle di polvere. Gli scienziati possono utilizzare le informazioni per determinare da dove proviene questa polvere e comprendere meglio le proprietà dello spazio al di fuori dell'influenza del nostro sole.

3. Hit o Miss?

Il vento ha avuto un ruolo importante nell'aiutare gli scienziati a comprendere le espulsioni di massa coronale, o ECM. Wind è stato progettato per misurare i campi magnetici delle CME al loro passaggio. Le espulsioni di massa coronale sono gigantesche nuvole di materiale solare che scoppiano dal sole, trascinando i campi magnetici solari per il viaggio. Dagli anni '80, gli scienziati hanno migliorato la loro capacità di determinare quali CME colpirebbero la Terra, e che mancherebbe la Terra, in base a ciò che Wind osserva come passa un ECM. Ciò ha consentito oggi agli scienziati della meteorologia spaziale di realizzare modelli più accurati che consentano loro di determinare dove colpirà una CME, solo vedendo come appare mentre si avvicina alla Terra.

4. Fatto per durare

Dopo 25 anni, Il vento non è ancora finito. Il vento ha abbastanza carburante per continuare a orbitare e raccogliere dati fino al 2074, altri 55 anni di scienza. Ma come fa a stare lassù così a lungo? Per uno, è in un'orbita stabilizzata con lo spin. Questo significa che gira su se stesso come una trottola, che lo mantiene stabile nella sua orbita. Questo significa anche che Wind non ha bisogno di usare molto carburante per rimanere sul posto. È anche molto ben protetto, altamente conduttivo, così che il vento solare e le altre particelle che interagiscono con esso non interessano la navicella spaziale.

5. Alta certezza

Oltre all'ingegneria spaziale, gli strumenti sono stati progettati per la tripla ridondanza, il che significa che ci sono tre misurazioni indipendenti della densità del plasma. Avere questi sistemi ridondanti consente un'analisi dei dati estremamente accurata, e significa che Wind può essere utilizzato per calibrare gli strumenti su altri veicoli spaziali. Wind registra questi dati su due registratori a nastro, proprio come un VHS o una cassetta. Il satellite invia i dati sulla Terra, e solo una volta ricevuti i dati, Wind li sovrascriverà.

6. Un ciclo solare completo

La longevità del vento gli ha permesso di osservare un ciclo solare completo di 22 anni, il ciclo ricorrente durante il quale l'intero campo magnetico solare inverte la polarità. Questo è, ogni polo magnetico passa da positivo a negativo o viceversa, poi torna indietro. Il vento è a lungo termine, osservazioni ad alta precisione hanno fornito agli scienziati l'unica fonte unica, osservazione continua del vento solare per un intero ciclo solare.

7. Riconnessione magnetica

Durante una deviazione attraverso il campo magnetico terrestre, Il vento per caso ha volato attraverso una regione sottoposta a un processo chiamato riconnessione magnetica. La riconnessione magnetica avviene quando le linee del campo magnetico si attorcigliano e alla fine si spezzano. vicino alla Terra, i campi magnetici del nostro pianeta volano indietro verso i poli, portando con sé fasci di particelle di plasma ad alta energia per il viaggio e particelle eccitanti nell'atmosfera superiore della Terra. Quando Wind ha misurato questo processo, gli scienziati hanno scoperto qualcosa di interessante:il processo sembrava essere privo di collisioni. Questo è, invece di essere spinte avanti - il modo in cui una goccia d'acqua spinge la successiva in un evento a catena che crea una corrente - le particelle si sono mosse perché erano guidate dal campo magnetico. Questo non era quello che ci si aspettava. Le particelle tendono a reagire tra loro, ma nello shock senza collisione, essenzialmente ignoravano l'esistenza l'uno dell'altro. La scoperta ha aiutato a spiegare perché la riconnessione magnetica osservata era molto più veloce di quanto precedentemente previsto dalla riconnessione che dipendeva dalle collisioni.

8. Instabilità del plasma

Vento solare, nonostante il nome, non si comporta come il vento sulla Terra. Più il vento si allontana dalla sua fonte, il Sole, più veloce e caldo diventa, a differenza di qualsiasi fenomeno che sperimentiamo sulla Terra. Recentemente, I dati di Wind suggeriscono che sta accadendo qualcosa nel vento solare che potrebbe spiegare questa misteriosa proprietà:le onde ciclotroniche. è un boccone, ma le onde ciclotroniche ioniche sono solo onde elettromagnetiche in cui i campi ruotano in ritmi ondulatori mentre si propagano anche nel vento solare. Il vento ha mostrato che queste onde ciclotroniche di ioni appaiono nel vento solare vicino alla Terra. Missioni come Parker Solar Probe hanno la capacità di verificare se tali onde spiegano il problema del riscaldamento coronale solare.

9. Elio e il vento solare

Uno degli strumenti su Wind ha individuato una qualità interessante del vento solare. L'esperimento del vento solare utilizza una tazza di Faraday, una piastra per la raccolta della carica, per misurare la velocità, densità, e la temperatura dell'idrogeno e dell'elio nel vento solare. Studiando il vento solare in 10 anni con oltre 2,5 milioni di misurazioni, gli scienziati hanno notato che il vento solare non ha mai viaggiato più lentamente di 161 miglia al secondo. più lento, e il vento solare non poteva sfuggire alla superficie del sole. Hanno anche visto che più veloce è il vento solare, più elio era presente in esso, con quasi nessun elio osservato alle velocità più basse. Questo dice agli scienziati che l'elio sta in qualche modo aiutando a impostare la velocità del vento solare, ma stanno ancora cercando il processo esatto che lo causa. Altre missioni che volano più vicino al sole, come Parker Solar Probe della NASA e Solar Orbiter dell'ESA, programmato per il lancio nel febbraio 2020, potrebbe fornire ulteriori indizi.

10. Corde di flusso

I dati ad alta risoluzione del vento hanno offerto nuove informazioni sulla frequenza di un fenomeno solare chiamato corde di flusso, sottili filamenti di fasci di campi magnetici che si staccano dal sole e interagiscono con la magnetosfera terrestre. A differenza delle CME più grandi che si verificano più spesso durante il massimo solare, queste corde di flusso appaiono più frequentemente durante il minimo solare. Gli scienziati continuano a studiarli per capire come interagiscono con la nostra magnetosfera.

Negli ultimi 25 anni, Le osservazioni del vento hanno offerto nuove intuizioni su molteplici fenomeni solari e al plasma, compresi i raggi gamma e la fisica cinetica. Mentre continua le sue osservazioni del sole e dello spazio vicino alla Terra, Wind risponderà alla richiesta di osservazioni di plasma e vento solare, e possibilmente introdurre ancora più misteri da studiare nel futuro.