Nossa compreensão do clima espacial, sua origem no sol, e sua progressão e ameaça à Terra, vem com lacunas críticas - lacunas que o Solar Orbiter da Agência Espacial Europeia espera ajudar a preencher após seu próximo lançamento.

A missão de estudar a física do Sol será a primeira a captar imagens de seus pólos. O orbitador trabalhará em coordenação com a Parker Solar Probe da NASA, que foi lançado em agosto de 2018. Pesquisadores da Universidade de Michigan estão envolvidos em ambas as missões.

Orbiter está programado para ser lançado em 7 de fevereiro no Cabo Canaveral.

Tempestades solares são torrentes de partículas carregadas e campos eletromagnéticos do sol que sacodem o campo magnético da Terra. Grandes perturbações podem danificar linhas de força e colocar em risco transformadores caros. Eles também podem danificar satélites. Até recentemente, nossa capacidade de prever ameaças da atividade solar veio de dados coletados de telescópios e espaçonaves que permaneceram longe da ação do sol.

Hoje, graças em parte a uma estrutura de modelagem de clima espacial desenvolvida na U-M, temos previsões geoespaciais regionais com até 45 minutos de antecedência. Embora esse pequeno prazo de entrega seja melhor do que nada, não é provável que as concessionárias de energia elétrica e outros se preparem a tempo para limitar as consequências.

Solar Orbiter busca conectar a atividade do Sol com o plasma solar que flui para a heliosfera e impulsiona o clima espacial.

"Não entendemos totalmente como o clima espacial se origina no sol, "disse Jim Raines, um cientista de pesquisa associado em ciências climáticas e espaciais e engenharia. "Na verdade, eventos no sol são muito difíceis de prever agora, embora sejam observáveis ​​após o fato. Não podemos predizê-los com a precisão de que realmente precisamos.

"Esperamos que as conexões que faremos com a Solar Orbiter estabeleçam mais bases necessárias para construir um sistema que seja capaz de prever o clima espacial com precisão."

Solar Orbiter será capaz de rastrear regiões ativas, que são regiões que podem explodir em uma ejeção de massa coronal - um importante evento climático espacial solar, Raines disse.

Fazer isso, ele e Sue Lepri, um professor associado de ciências climáticas e espaciais e engenharia e um investigador principal adjunto na missão, são co-investigadores do Analisador de Vento Solar da Orbiter. O conjunto de instrumentos inclui o Sensor de íons pesados, parcialmente construído em U-M. O HIS é um tipo de espectrômetro de massa de íons que decompõe a composição do vento solar que coleta.

Saber a composição ajudará a determinar onde a energia está sendo depositada e alimentada pelo vento solar e erupções no sol, bem como como as partículas são aceleradas na heliosfera. A heliosfera é essencialmente a bolha em torno do sistema solar formada pelo vento solar. Ele nos protege da radiação cósmica galáctica.

Esses dados permitirão aos pesquisadores determinar onde o vento solar amostrado pelo Orbiter se originou no sol.

"Enquanto a Parker Solar Probe se concentra em prótons, elétrons e partículas alfa - as partículas mais abundantes que saem do sol - estamos olhando para oligoelementos que são mais pesados ​​do que isso, como carbono, oxigênio e ferro, mas muito menos abundante, "Lepri disse.

"Esses íons pesados ​​refletem as fontes de energia do vento solar. E isso é algo que você não pode alcançar totalmente a menos que entenda esses íons pesados."

A órbita chegará a 60 raios solares, ou 42 milhões de quilômetros (26 milhões de milhas), do sol.

Isso o coloca em posição de retomar de onde Parker parou. A missão da Parker Solar Probe era voar mais perto do sol do que qualquer espaçonave anterior e coletar dados diretamente dentro da coroa solar. Seus objetivos científicos são compreender melhor o aquecimento da coroa solar e a aceleração do vento solar e das partículas energéticas.

"Observamos o vento solar e tentamos conectá-lo de volta ao sol em algum grau com espaçonaves que estão posicionadas logo acima da Terra, "Lepri disse." Mas há muitas coisas que podem acontecer entre o Sol e a Terra.

"O orbiter vai tirar um pouco do mistério disso. Ele está conectando o que é observado no sol mais diretamente com o que realmente está passando por você no vento solar. Portanto, ele ajuda a responder à pergunta:como você conecta o campo magnético solar e a energia do plasma na corona com o vento solar em um sentido mais amplo? "