W lipcu rozpocznie się misja Solar EruptioN Integral Field Spectrograph, czyli SNIFS. Wyniesiony w przestrzeń kosmiczną za pomocą rakiety sondażowej Black Brant IX, SNIFS zbada energię i dynamikę chromosfery, jednego z najbardziej złożonych obszarów atmosfery Słońca. Okno startowe misji SNIFS na poligonie rakietowym White Sands w Nowym Meksyku otworzy się dzisiaj, czyli w piątek 18 lipca.
Chromosfera znajduje się między widoczną powierzchnią Słońca, czyli fotosferą, a jego zewnętrzną warstwą, koroną, gdzie obserwuje się silne rozbłyski słoneczne i masywne koronalne wyrzuty masy. Te erupcje słoneczne są głównymi czynnikami wpływającymi na pogodę kosmiczną, czyli warunki panujące w przestrzeni kosmicznej bliskiej Ziemi, które mogą zagrażać satelitom i astronautom. Misja SNIFS ma na celu zgłębienie wiedzy o tym, jak energia jest przetwarzana i przemieszcza się przez chromosferę, gdzie może ostatecznie napędzać te potężne eksplozje.
Schemat struktury atmosfery Słońca. Źródło: Wikimedia Commons
Misja SNIFS użyje słonecznego spektrografu integralnego pola pracującego w zakresie ultrafioletu. Jest to zaawansowany instrument łączący w sobie funkcje kamery i spektrografu. Umożliwia on jednoczesne rejestrowanie zarówno obrazu powierzchni Słońca, jak i szczegółowych danych widmowych z każdego punktu tego obrazu.
W odróżnieniu od klasycznych spektrografów, które analizują widmo światła tylko z jednej szczeliny (czyli wąskiego obszaru), spektrograf integralnego pola (ang. integral field spectrograph, IFS) dzieli całe pole widzenia na wiele małych segmentów (tzw. spaksli). Dla każdego z tych segmentów rejestrowane jest pełne widmo promieniowania – w tym przypadku w zakresie ultrafioletu.
Ultrafioletowy zakres obserwacji pozwala badać bardzo gorące warstwy atmosfery Słońca, takie jak chromosfera i korona, w których zachodzą dynamiczne zjawiska, np. rozbłyski słoneczne, fale uderzeniowe i przepływy plazmy. Dzięki połączeniu obrazowania z analizą widmową, instrument ten dostarcza trójwymiarowych danych (dwa wymiary przestrzenne + widmo) i pozwala naukowcom śledzić zmiany fizycznych właściwości plazmy, takich jak temperatura, gęstość, skład chemiczny i prędkość przepływu, z niezwykłą szczegółowością.
Ten materiał filmowy zebrany przez Solar Dynamics Observatory (SDO) NASA przedstawia Słońce w paśmie 304 angstremów skrajnego ultrafioletu, w którym widać głównie światło chromosfery. Nagranie z 22 lutego 2024 roku przedstawia rozbłysk słoneczny – widoczny jako jasny błysk w lewym górnym rogu. Źródło: NASA/SDO
Koncentrując się na określonych liniach widmowych, misja SNIFS pomoże naukowcom lepiej poznać chromosferę. Wybrane do obserwacji długości fal obejmują linię widmową wodoru, która jest najjaśniejszą linią w widmie ultrafioletowym (UV) Słońca, oraz dwie linie widmowe pierwiastków: krzemu i tlenu. Dane z tych linii widmowych pomogą odkryć, jak chromosfera łączy się z górnymi warstwami atmosfery, śledząc, jak materia i energia słoneczna przemieszczają się przez nią.
Misja SNIFS zostanie wyniesiona w kosmos za pomocą rakiety sondażowej. Rakieta sondażowa to rodzaj niewielkiej rakiety suborbitalnej, zaprojektowanej do wynoszenia instrumentów naukowych na wysokości rzędu 50–1500 km. W odróżnieniu od satelitów, rakiety sondażowe nie wchodzą na orbitę – osiągają wysokie pułapy na krótkich trajektoriach balistycznych, zbierając dane z górnych warstw atmosfery lub przestrzeni kosmicznej. Rakiety te są skutecznymi narzędziami do wystrzeliwania i przeprowadzania eksperymentów kosmicznych.
Materiał filmowy zarejestrowany przez rakietę sondażową wystrzeloną z poligonu rakietowego White Sands w Nowym Meksyku. Podczas tej misji wykorzystano kopię eksperymentu Ekstremalnej Zmienności Ultrafioletu (EVE). Źródło: NASA/University of Colorado Boulder, Laboratory for Atmospheric and Space Physics/James Mason
Cała misja SNIFS prawdopodobnie potrwa do 15 minut. Po starcie rakieta sondażowa będzie potrzebować 90 sekund na dotarcie w przestrzeń kosmiczną i skierowanie się w stronę Słońca, od siedmiu do ośmiu minut na przeprowadzenie eksperymentu na chromosferze i od trzech do pięciu minut na powrót na powierzchnię Ziemi.
Podczas powrotu, rakieta oddali się o około 112 do 128 kilometrów od platformy startowej, dlatego uczestnicy misji muszą zapewnić jej bezpieczne miejsce do lądowania. White Sands, które są w dużej mierze pustynią, są idealnym miejscem do takich eksperymentów.
Opracowanie: Joanna Molenda-Żakowicz
Na ilustracji: Obszar aktywny 14114 emituje rozbłysk o magnitudzie 8,4 w dniu 15 czerwca 2025 r. Zdjęcie pokazuje rozbłysk zaobserwowany przez SDO w filtrze przepuszczającym światło o długości fali 304 angstremów. Źródło: NASA/SDO
