Ένα ζεύγος διαστημικών σκαφών της NASA μετά από πολύμηνη καθυστέρηση προγραμματίζεται να προωθηθεί στις 26 Οκτωβρίου με σκοπό να πάρει στερεοσκοπικές εικόνες του ήλιου, ώστε να δώσει για πρώτη φορά τρισδιάστατες απόψεις των τεράστιων εκρήξεων του ήλιου που αναστατώνουν τον διαστημικό καιρό.
Το κάθε διαστημικό σκάφος, στο μέγεθος ενός μικρού αυτοκινήτου, θα παρακολουθεί τη Γη στην τροχιά της, τη μια κινούμενο μπροστά από τον πλανήτη και την άλλη θα ακολουθεί.
Με ταυτόχρονες μετρήσεις και καταγραφές των ηλιακών εκλάμψεων και των στεμματικών εκτινάξεων ηλιακής μάζας (CME) - τεράστιες εκρήξεις που εκτινάζουν ηλιακό πλάσμα στο διάστημα - τα δύο σκάφη θα δώσουν μια "μοναδική και επαναστατική άποψη" της ροής της ενέργειας μεταξύ του ήλιου και της Γης.
Οι προβλέψεις τους για την επερχόμενη ηλιακή καταιγίδα (τις γεωμαγνητικές καταιγίδες που διευθύνονται προς τη Γη που παρήχθησαν όμως από τις εκρήξεις στον Ήλιο,) θα γίνονται πια στο μισό χρόνο από αυτόν που έχουμε στη διάθεση μας αυτήν την περίοδο, κάπου 12 ώρες.
Οι εκτινάξεις στεμματικής μάζας (CME) γίνονται επειδή ο ισημερινός του ήλιου περιστρέφεται γρηγορότερα από τους πόλους του. Αυτή η διαφορική περιστροφή συστρέφει το μαγνητικό πεδίο που δημιουργείται στο κέντρο του ήλιου. Αναγκάζει έτσι τις γραμμές του μαγνητικού πεδίου να μπλεχτούν μεταξύ τους. Όταν δε αυτές οι γραμμές γίνουν τόσο πεπλεγμένες που φθάσουν στο σημείο να διασπαστούν, τότε αποδεσμεύουν τεράστια ποσά ενέργειας υπό μορφή CME, οι οποίες μπορούν να εκτινάξουν δισεκατομμύρια τόνων πλάσματος, 'δεμένες' με τις γραμμές των μαγνητικών πεδίων προς το διάστημα με μια ταχύτητα εκατομμύρια χιλιομέτρων την ώρα.
Αυτό το πλάσμα μπορεί να δημιουργήσει την καταστροφή με δύο τρόπους. Αρχικά, συμπιέζει τη γήινη μαγνητική ασπίδα, γνωστή ως μαγνητόσφαιρα, η οποία μπορεί να επιτρέψει στα σωματίδια υψηλής ενέργειας να διαπεράσουν το εξωτερικό περίβλημα των γεωστατικών δορυφόρων και να αναστατώσουν τα ηλεκτρονικά τους. Αφετέρου, οι γραμμές των πεδίων μέσα στο πλάσμα συνδέονται με τις γραμμές στη μαγνητόσφαιρα της Γης, δημιουργώντας ισχυρά ηλεκτρικά ρεύματα που μπορούν επίσης να έχουν επιπτώσεις στους δορυφόρους, καθώς επίσης και στα δίκτυα του ηλεκτρικού ρεύματος πάμω στη γήινη επιφάνεια.
Η εκτόξευση
Η NASA θα βάλει τα δύο σκάφη μαζί σε έναν πύραυλο Delta, όπως αναφέρει ο Νικόλαος Χρυσότιμος, διευθυντής του προγράμματος Stereo, την Πέμπτη 26 Οκτωβρίου.
Μόλις απελευθερωθούν από τον πύραυλο, οι δύο διαστημοσυσκευές θα κάνουν αρκετά μεγάλες ελλειπτικές τροχιές γύρω από τη Γη, διασταυρούμενα με την τροχιά του φεγγαριού. Σε 15 μέρες από την εκτόξευση, θα βρίσκονται μερικές χιλιάδες χιλιόμετρα μακριά από το φεγγάρι και θα χρησιμοποιήσουν τη βαρυτική έλξη της Σελήνης για να πετάξουν πιο μακριά από τη Γη.
Μόλις απελευθερωθούν από τον πύραυλο, οι δύο διαστημοσυσκευές θα κάνουν αρκετά μεγάλες ελλειπτικές τροχιές γύρω από τη Γη, διασταυρούμενα με την τροχιά του φεγγαριού. Σε 15 μέρες από την εκτόξευση, θα βρίσκονται μερικές χιλιάδες χιλιόμετρα μακριά από το φεγγάρι και θα χρησιμοποιήσουν τη βαρυτική έλξη της Σελήνης για να πετάξουν πιο μακριά από τη Γη.
Ένα από τα δύο σκάφη θα πάρει μια ελαφρώς διαφορετική πορεία, και θα κινηθεί πίσω προς το φεγγάρι έναν μήνα αργότερα για να εκδιωχτεί στα τροχιακά ίχνη της Γης. Στον υπερδιετή κύκλο της αποστολής τα δύο σκάφη θα απομακρύνονται αργά αργά μεταξύ τους ακολουθώντας τη Γη γύρω από τον ήλιο.
Δύο μήνες μετά από την αναχώρηση, και τα δύο διαστημικά σκάφη θα ταλαντευθούν κοντά στο φεγγάρι και το ένα - που λέγεται Β "από τη λέξη behind - θα φθάσει στον προορισμό του, ένα σημείο 22ο πίσω από τη Γη. Η τροχιά του θα είναι πιο μακριά από τον ήλιο από ό,τι είναι η Γη, και θα θέλει περίπου 387 ημέρες για να ολοκληρωθεί.
Έναν περίπου μήνα μετά από αυτό, το άλλο διαστημικό σκάφος - που λέγεται Α από τη λέξη ahead - θα πετάξει κοντά από το φεγγάρι πάλι. Θα φθάσει έπειτα στην προοριζόμενη τροχιά του, περίπου 22ο μπροστά από τη Γη και θα είναι πιο κοντά στον ήλιο, γι αυτό και θα θέλει 347 ημέρες για να ολοκληρωθεί η τροχιά του.
Έναν περίπου μήνα μετά από αυτό, το άλλο διαστημικό σκάφος - που λέγεται Α από τη λέξη ahead - θα πετάξει κοντά από το φεγγάρι πάλι. Θα φθάσει έπειτα στην προοριζόμενη τροχιά του, περίπου 22ο μπροστά από τη Γη και θα είναι πιο κοντά στον ήλιο, γι αυτό και θα θέλει 347 ημέρες για να ολοκληρωθεί η τροχιά του.
Οι διαστημοσυσκευές ήταν να προωθηθούν στις 26 Μαΐου 2006, αλλά αναβλήθηκε εξ αιτίας των ανησυχιών που υπήρχαν σχετικά με τη δεξαμενή των καυσίμων στον πύραυλο Δέλτα 2.
Τα στοιχεία της αποστολής
Η διαστημική αποστολή STEREO για την παρατήρηση του Ήλιου είναι η πρώτη που θα τον δει στερεοσκοπικά, δηλαδή σε τρεις διαστάσει. Κεντρικός στόχος της, η κατανόηση του πιο βίαιου φαινομένου έκρηξης στον Ήλιο, των στεμματικών εκτινάξεων ηλιακής μάζας. Ο ήλιος είναι αφ ενός ο φωτοδότης και ζωοδότης για τη γη μας είναι όμως και θανατηφόρος. Κι αυτό που μας σώζει από τα καταστροφικά του βέλη είναι το μαγνητικό πεδίο και η ατμόσφαιρα της Γης. Αν όμως ο άνθρωπος θελήσει να βγει από τα όρια της ατμόσφαιρας και μαγνητόσφαιρας της Γης, έχει πλέον να αντιμετωπίσει τον ήλιο και τις εκρήξεις του στο ανοιχτό διάστημα, και είναι καλό να γνωρίζει κάποιος καλά τον αντίπαλο του. Η διαστημική αποστολή STEREO για την παρατήρηση του Ήλιου είναι η πρώτη που θα τον δει όπως υποδηλώνει το ακρωνύμιο της στερεοσκοπικά, δηλαδή σε τρεις διαστάσεις.
Ο κεντρικός στόχος της αποστολής STEREO είναι η διεξαγωγή μετρήσεων και παρατηρήσεων που θα μας βοηθήσουν να κατανοήσουμε τη φύση και την προέλευση των στεμματικών εκτινάξεων ηλιακής μάζας (CME). Οι στεμματικές εκτινάξει είναι το πιο βίαιο φαινόμενο έκρηξης στον ήλιο, αλλά και το πιο απειλητικό και ανησυχητικό για την ανθρωπότητα.
Η ταχύτητα αυτών των τεράστιων νεφών πυρακτωμένης ύλης είναι πολύ μεγαλύτερη από την ταχύτητα του ηλιακού ανέμου - της συνηθισμένης εκροής ύλης από τον ήλιο. Μπορεί να ξεπεράσει τα 1.000 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο, δηλαδή τα 3,5 εκατομμύρια χιλιόμετρα την ώρα! Τον Απρίλιο του 2001, στο μέγιστο του περιοδικού 11-ετούς κύκλου ηλιακής δραστηριότητας, μια εξαιρετικά βίαιη στεμματική εκτίναξη μάζας ξεπέρασε την ταχύτητα των 7 εκατομμυρίων χιλιομέτρων την ώρα! Ευτυχώς η κατεύθυνση του ήταν τέτοια που δεν χτύπησε τη Γη.
Δεξιά: Σ' αυτή την υποβλητική φωτογραφία βλέπουμε ένα αναδυόμενο νέφος καυτού υδρογόνου, γνωστό ως προεξοχή. Οι προεξοχές ξεπερνούν σε μέγεθος τη Γη, η οποία έχει προστεθεί σε αυτή την εικόνα για σύγκριση. Βλέπουμε ότι στην πραγματικότητα ο ήλιος είναι μια τεράστια πυρακτωμένη σφαίρα, που κατά διαστήματα «ξερνά» φωτιά στο Διάστημα.
Γεωμαγνητικές καταιγίδες
Οι στεμματικές εκτινάξει μάζας μπορεί να κατευθυνθούν οπουδήποτε στο Ηλιακό Σύστημα, αλλά αν κατευθυνθούν προς τη Γη μπορούν να δημιουργήσουν ισχυρές μαγνητικές καταιγίδες στο γεωδιάστημα, που επηρεάζουν την υγεία των αστροναυτών (λόγω αυξημένης ιοντικής ακτινοβολίας), αλλά και τη λειτουργία των δορυφόρων, στις τηλεπικοινωνίες ακόμη και τα δίκτυα ηλεκτροδότησα μέσω ρευμάτων που επάγονται στο υπέδαφος.
Το πιο γνωστό παράδειγμα επίδρασης μαγνητικής καταιγίδας σε δίκτυο ηλεκτροδότησης είναι το μπλακ άουτ της επαρχίας Κεμπέκ του Καναδά το Μάρτιο του 1989. Το μπλακ άουτ είχε κρατήσει εννέα ώρες.
Η αποστολή STEREO φιλοδοξεί λοιπόν με τη χρήση στερεοσκοπικής ενόρασης να κατανοήσει τα χαρακτηριστικά και τις ιδιότητες των στεμματικών εκτινάξεων, που είναι τα πιο επικίνδυνα για τη Γη ηλιακά φαινόμενα Κατά τη διάρκεια της διετούς αποστολής τα δίδυμα σκάφη παρατηρητήρια θα ερευνήσουν όχι μόνο την προέλευση των στεμματικών εκτινάξεων, αλλά και τη διάδοση και εξέλιξη τους στο διαπλανητικό χώρο.
Τα συμπεράσματα της αποστολής θα είναι πολύτιμα για την προσπάθεια ανάπτυξης μεθόδων πρόγνωσης του διαστημικού καιρού (δηλαδή πρόγνωσης των μαγνητικών καταιγίδων) στο διαστημικό περιβάλλον της Γης, που μας ενδιαφέρει ιδιαίτερα λόγω της ευαισθησίας διαφόρων τεχνολογικών συστημάτων, θα είναι όμως πολύτιμα και για άλλες, μελλοντικές φιλόδοξες αποστολές της ανθρωπότητας σε άλλους κόσμους, όπου η πρόγνωση μαγνητικών καταιγίδων θα είναι ζωτικής σημασίας για την προστασία της υγείας των αστροναυτών.
Αριστερά: Σ' αυτή τη σύνθετη εικόνα, που είναι κολάζ εικόνων από διαφορετικά όργανα του διαστημοπλοίου SOHO, βλέπουμε μια εντυπωσιακή εκτίναξη ηλιακής μάζας στα δεξιά του ήλιου, η οποία ακολούθησε την ισχυρότερη μέχρι σήμερα καταγεγραμμένη έκλαμψη, που διακρίνεται στο δεξιό χείλος του ηλιακού δίσκου. Το νέφος της πυρακτωμένης μάζας εκτινάχτηκε με ταχύτητα που ξεπερνούσε τα 7 εκατομμύρια χιλιόμετρα την ώρα, αλλά ευτυχώς η κατεύθυνση του ήταν τέτοια που δεν χτύπησε τη Γη.
Μάλιστα, επειδή ο πιο κοντινός σε απόσταση και σε χρόνο στόχος επανδρωμένων αποστολών είναι ο Άρης, η δυνατότητα πρόγνωσης της διάδοσης στεμματικών εκτινάξεων στο διαπλανητικό χώρο είναι ιδιαίτερα κρίσιμη, διότι εκεί η ευπάθεια ανθρώπων και μηχανών στις συνέπειες των εκτινάξεων είναι μεγαλύτερη απ' ό,τι στη Γη. Ο λόγος είναι πως ο Άρης δεν διαθέτει τη μαγνητική θωράκιση που διαθέτει η Γη με το ισχυρό μαγνητικό της πεδίο, το οποίο προστατεύει το γήινο διαστημικό περιβάλλον, και φυσικά και την επιφάνεια της Γης, σε μεγάλο βαθμό από τα καυτά ιονισμένα νέφη ηλιακής μάζας.
Κατά συνέπεια, οποιοδήποτε φιλόδοξο πρόγραμμα πλανητικής εξερεύνησης και πλανητικού αποικισμού έχει την ανάγκη μιας αποτελεσματικής διαστημικής μετεωρολογικής υπηρεσίας που θα προβλέπει με ακρίβεια που και πότε θα χτυπήσει η επόμενη στεμματική εκτίναξη. Προς αυτή την κατεύθυνση η συμβολή του STEREO αναμένεται να είναι καθοριστική.
Οι λεπτομερείς μετρήσεις των δυο σκαφών του STEREO θα χρησιμοποιηθούν για την κατανόηση των αιτιών και των μηχανισμών σκανδαλισμού των στεμματικών εκτινάξεων, καθώς και για το χαρακτηρισμό των ιδιοτήτων διαδοσία τους στο ηλιακό σύστημα. Αυτές οι γνώσει θα χρησιμοποιηθούν ως συστατικά στοιχεία τρισδιάστατων μοντέλων της μαγνητικής τοπολογίας, θερμοκρασίας, πυκνότητα και κατανομής ταχυτήτων αυτών των απειλητικών νεφών που εξαπολύει ο ήλιος καταπάνω στους πλανήτες του.
Τα δύο σκάφη της αποστολής σχεδιάστηκαν και κατασκευάστηκαν από το Εργαστήριο Εφαρμοσμέvns Φυσικής του Πανεπιστημίου Johns Hopkins κατόπιν ανάθεσης από τη NASA. Τα πανομοιότυπα σκάφη μεταφέρθηκαν για την εκτόξευση στο Διαστημικό Κέντρο Κένεντι στο ακρωτήριο Κανάβεραλ.
Για να πετύχουν στερεοσκοπία εικόνες του ήλιου τα δύο σκάφη πρέπει να βρίσκονται σε διαφορετικά τροχιές όπως ακριβώς συμβαίνει με τα μάτια μας, που πετυχαίνουν τη στερεοσκοπική όραση επειδή κοιτάζουν τα αντικείμενα από διαφορετική θέση. Επειδή όμως τα δύο σκάφη του STEREO θα εκτοξευθούν μαζί, πάνω στον ίδιο πύραυλο, θα χρησιμοποιηθεί η βαρύτητα της Σελήνης για να τοποθετηθούν στις κατάλληλες τροχιές. Είναι η πρώτη φορά που θα γίνει τέτοιος χειρισμός στην ιστορία των διαστημικών πτήσεων.
Οι ηλιακές προεξοχές - από τα πιο εντυπωσιακά φαινόμενα του Ήλιου - είναι δομές που συμβαίνουν πάνω από τη φωτόσφαιρα του Ήλιου. Είναι νέφη από ηλιακό ιονισμένο αέριο που συγκρατείται πάνω από την επιφάνεια του ήλιου με τη βοήθεια του ηλιακού μαγνητικού πεδίου. Μπορεί να φτάσουν πάρα πολύ ψηλά, μέχρι και το στέμμα (το στρώμα πάνω από τη χρωμόσφαιρα και χιλιάδες χιλιόμετρα πάνω από τη φωτόσφαιρα) με ταχύτητες έως και 100 km/sec.
Μια ήρεμη προεξοχή μπορεί και να διαρκέσει περίπου ένα μήνα, ενώ μπορεί να εκραγεί δημιουργώντας τη Στεφανιαίες Εκρήξεις Ηλιακής Μάζας ή CME, στέλνοντας καυτό αέριο στο ηλιακό μας σύστημα. Είναι οι βίαιες εκρήξεις που μπορούν να εκσφενδονίσουν μεγάλες μάζες ηλεκτρισμένου αερίου, πλάσμα, προς τη Γη. Οι Στεφανιαίες Εκτινάξεις είναι υπεύθυνες για τα πολικά σέλη και μπορούν να έχουν καταστρεπτικές συνέπειες για τους δορυφόρους.
Τα μοντέλα πρόβλεψης της NASA για τον καιρό στο διάστημα βασίζονται στην κινητικότητα του καυτού ποταμού πλάσματος στον πυρήνα του Ήλιου (μεταξύ του Βόρειου και του Νότιου Πόλου του) με σκοπό να μας πουν τι θα γίνει σε ορίζοντα 20 ετών.
Τα τελευταία δεδομένα μιλούν για πρωτόγνωρο φρενάρισμα της ταχύτητας του καυτού ποταμού. Αυτό οδηγεί στην πρόβλεψη ότι ο επόμενος Ηλιακός Κύκλος (ο λεγόμενος Solar Cycle 25) θα έχει ελάχιστες ηλιακές εκρήξεις, με το έτος 2022 να είναι το πιο ήσυχο εδώ και αιώνες. Ο τωρινός κύκλος της ηλιακής δραστηριότητας (ο Solar Cycle 24) θα γνωρίσει την κορύφωσή του γύρω στο 2010 με 2012.
