La nostra comprensione del tempo spaziale, la sua origine sul sole, e la sua progressione e minaccia per la Terra, presenta lacune critiche, lacune che Solar Orbiter dell'Agenzia spaziale europea spera di contribuire a colmare dopo il suo lancio imminente.

La missione per studiare la fisica del sole sarà la prima a catturare immagini dei suoi poli. L'orbiter lavorerà in coordinamento con Parker Solar Probe della NASA, lanciato nell'agosto 2018. I ricercatori dell'Università del Michigan sono coinvolti in entrambe le missioni.

Il lancio di Orbiter è previsto per il 7 febbraio da Cape Canaveral.

Le tempeste solari sono torrenti di particelle cariche e campi elettromagnetici del sole che fanno vibrare il campo magnetico terrestre. Grandi disturbi possono danneggiare le linee elettriche e mettere a rischio trasformatori costosi. Possono anche danneggiare i satelliti. Fino a poco tempo fa, la nostra capacità di prevedere le minacce dell'attività solare è venuta dai dati raccolti da telescopi e veicoli spaziali che sono rimasti lontani dall'azione sul sole.

Oggi, grazie in parte a un quadro di modellazione meteorologica spaziale sviluppato presso U-M, abbiamo previsioni geospaziali regionali fino a 45 minuti in anticipo. Anche se questo piccolo lasso di tempo è meglio di niente, non è abbastanza probabile che le aziende elettriche e altri si preparino in tempo per limitare le conseguenze.

Solar Orbiter cerca di collegare l'attività sul sole con il plasma solare che scorre nell'eliosfera e guida il tempo spaziale.

"Non capiamo appieno come il tempo spaziale abbia origine sul sole, " ha detto Jim Raines, uno scienziato ricercatore associato in scienze e ingegneria del clima e dello spazio. "Infatti, gli eventi sul sole sono molto difficili da prevedere in questo momento, sebbene siano osservabili a posteriori. Non possiamo prevederli con la precisione di cui abbiamo davvero bisogno.

"Speriamo che le connessioni che faremo con Solar Orbiter gettino le basi necessarie per costruire un sistema in grado di prevedere con precisione il tempo spaziale".

Solar Orbiter sarà in grado di tracciare effettivamente le regioni attive, che sono regioni che potrebbero esplodere in un'espulsione di massa coronale, un importante evento meteorologico spaziale solare, ha detto Raines.

Fare quello, lui e Sue Lepri, un professore associato di scienze e ingegneria del clima e dello spazio e un vice investigatore principale della missione, sono co-investigatori sul Solar Wind Analyzer di Orbiter. La suite di strumenti include il sensore di ioni pesanti, parzialmente costruito a U-M. HIS è una specie di spettrometro di massa di ioni che scompone la composizione del vento solare che campiona.

Conoscere la composizione aiuterà a determinare dove l'energia viene depositata e alimentata nel vento solare e nelle eruzioni solari, così come il modo in cui le particelle vengono accelerate nell'eliosfera. L'eliosfera è essenzialmente la bolla attorno al sistema solare formata dal vento solare. Ci protegge dalle radiazioni cosmiche galattiche.

Questi dati consentiranno ai ricercatori di determinare da dove ha avuto origine il vento solare campionato da Orbiter.

"Mentre la sonda solare Parker si concentra sui protoni, elettroni e particelle alfa - le particelle più abbondanti che escono dal sole - stiamo osservando oligoelementi che sono più pesanti di così, come il carbonio, ossigeno e ferro, ma molto meno abbondante, " ha detto Lepri.

"Questi ioni pesanti riflettono le fonti di energia del vento solare. E quindi è qualcosa che non puoi capire completamente se non comprendi questi ioni pesanti".

Orbiter arriverà alla fine entro 60 raggi solari, o 42 milioni di chilometri (26 milioni di miglia), del sole.

Questo lo mette in grado di riprendere da dove Parker finisce. La missione di Parker Solar Probe era quella di volare più vicino al sole di qualsiasi altro veicolo spaziale precedente e raccogliere dati direttamente all'interno della corona solare. I suoi obiettivi scientifici sono comprendere meglio il riscaldamento della corona solare e l'accelerazione del vento solare e delle particelle energetiche.

"Abbiamo osservato il vento solare e abbiamo cercato di riconnetterlo al sole in una certa misura con veicoli spaziali che si trovano appena a monte della Terra, — disse Lepri. — Ma tra il sole e la Terra possono succedere tante cose.

"Orbiter eliminerà un po' del mistero da questo. Sta collegando ciò che si osserva sul sole in modo più diretto con ciò che effettivamente ti sta soffiando davanti nel vento solare. Quindi aiuta a rispondere alla domanda:come si collega il campo magnetico solare e l'energia del plasma nella corona con il vento solare in un senso più ampio?"