As regiões polares do Sol permanecem como um dos exploradores mais baixos da ciência solar. As observações baseadas no espaço e os telescópios terrestres deram à superfície do nosso Sol, à atmosfera e aos campos magnéticos extraordinários, mas quase todas as observações vêm da aeronave – a área onde a Terra e outros planetas têm orbitais. O ângulo desta visão limita o que os cientistas podem ver nos pólos de alta latitude do Sol. No entanto, estas regiões são extremamente importantes, porque os seus campos magnéticos e atividades dinâmicas ajudam a moldar o ciclo magnético solar e fornecem massa e energia de alimentação rápida do ar solar, afetando o clima no sistema solar e impulsionando o espaço através do sistema solar.
Por que os pólos são importantes
À primeira vista, os pólos solares parecem calmos em comparação com os pólos médios moderados em torno de ±35°, onde predominam manchas solares, chamas solares e ejeções de massa cornal (CME). No entanto, a presença é uma trapaça. Os campos magnéticos nos pólos são vitais para o processo dínamo global do Sol e podem atuar como “campos-sementes” que transformam o próximo ciclo solar, definindo a estrutura magnética solar geral. Os dados da sonda Ulyssis mostraram que o rápido vento solar originou-se originalmente do vasto buraco corrupto perto dos pólos. A chave para compreender essas regiões é a chave para responder às três questões mais importantes da física solar:
1 Como o Dínamo solar opera e conduz o ciclo magnético?
O ciclo magnético do Sol é um padrão repetido que durou cerca de 11 anos, caracterizado pelo número de manchas solares e pelo completo oposto dos pólos magnéticos do Sol. Este processo é alimentado por um complexo processo de dínamo alimentado pela velocidade interna do sol. A rotação diferencial cria atividade magnética, enquanto a circulação meridiana transporta o fluxo magnético em direção aos pólos. No entanto, durante décadas, essas correntes de Estudos Heliósgicos revelaram informações contraditórias sobre a profundidade da zona de convenção. Algumas evidências apontam mesmo para o fluxo polar na base da zona, desafiando as teorias tradicionais do dínamo. Isto requer observações de altas latitudes para esclarecer os padrões deste fluxo interno e refinar os modelos existentes.
2 O que o vento solar fornece energia rapidamente?
Vento solar rápido – um fluxo supersônico de partículas carregadas – originalmente produzido nos buracos polares do Sol e na maior parte da heiófia, espaço intermobiliado. No entanto, os cientistas ainda não compreendem completamente como tudo começa. É derivado das ameixas densas dentro do buraco coronal ou da região mais espalhada entre elas? É responsável por acelerar o evento de reconexão magnética, a interação das ondas ou o fluxo de ambos? Somente imagens diretas e medições in-satu dos pólos podem resolver essas questões crônicas.
3 Como o clima espacial se espalha pelo sistema solar?
O clima aeroespacial refere-se a mudanças no vento solar e explosões solares que perturbam o ambiente do espaço. Eventos extremos, como chamas poderosas e CMEs, podem desencadear tempestades geomagnéticas e ionosféricas na Terra, criando um auro brilhante, mas as redes de satélite, de comunicação e de energia são ameaçadas. Para melhorar a previsão, os pesquisadores devem acompanhar a aeronave orbital da Terra, não do ponto de vista limitado da Terra, mas através do Sol e do local como o material solar e as estruturas magnéticas são desenvolvidos. A observação de fora fornecerá uma importante visão de cima para baixo, ajudando os cientistas a viajar pelo sistema solar da mesma forma que os cientistas viajam pelo sistema solar.
Esforço anterior
Os cientistas há muito reconhecem a importância do monitoramento polar solar. Lançada no dia 5 é a primeira espaçonave que sai da aeronave do eclipse e dá uma amostra do vento solar nos pólos. Suas máquinas in-satu confirmaram rapidamente as principais características do ar solar, mas sem capacidade de geração de imagens. Recentemente, o orbitador solar da Agência Espacial Europeia está saindo lentamente da aeronave e deverá atingir a latitude de cerca de 34° dentro de alguns anos. Embora represente um progresso significativo, ainda é muito inferior à vantagem necessária para o verdadeiro pólo.
Vários conceitos ambiciosos de missão, incluindo imagem solar polar (SPI), The Polar Investigation of the Sun (Polaris), Solar Polar Orbit Telescope (Sport), The Solaris Mission e Higher Trend Solar Mission (HSM) foram propostos. Alguns imaginaram usar tendências avançadas como a palma solar para alcançar tendências elevadas. Outros dependem cada vez mais da gravidade dependendo de seus orbitais. Cada uma dessas missões transportará instrumentos de sensibilidade remota e in-satu para ilustrar os pólos solares e medir os parâmetros físicos originais acima dos pólos.
Missão Spo
O Observatório Solar Pole-Orbit (SPO) foi projetado especificamente para superar as limitações de missões passadas e atuais. Programado para ser lançado em janeiro de 2021, o SPO usará um Júpiter Gravity Assist (JGA) para desviar sua trajetória de aeronaves planetárias. Após uma batalha planejada com cautela com Júpiter, a espaçonave entrará em uma órbita de 1,5 anos com uma tendência de cerca de 1Ar perhilion e 75°.
A vida útil de 15 anos da missão (incluindo um período de missão estendido de 7 anos) permitirá que ela cubra tanto o mínimo quanto o máximo solares, com um tempo importante por volta de 2035, quando ocorrerão o próximo máximo solar e o campo magnético polar esperado. Ao longo da vida, os SPOs passarão repetidamente por ambos os pólos, e as janelas estendidas de observação no alto deserto durarão mais de 1.000 dias.
O objetivo da missão da SPO é o progresso das três questões científicas mencionadas acima. Para cumprir os seus objectivos ambiciosos, o SPO transportará vários instrumentos de sensibilidade remota e um conjunto de instrumentos in-satu. Juntos, eles proporcionarão uma visão ampla dos pólos solares. Máquinas de sensoriamento remoto incluem campos magnéticos e fluxo de plasma para a superfície da imagem magnética e heliosíGica (MHI) para medir a superfície Luz visível-luz-luz-luz-luz inclui coronógrafo (XIT). Corona e vento solar fluem em 45 raios solares (1Aw). O pacote in-Situ inclui um detector magnético e de partículas para amostrar diretamente o ar solar e o campo magnético entre plantas. Ao combinar estas observações, o SPO não só irá capturar as imagens dos pólos pela primeira vez, mas também irá anexá-las ao fluxo de plasma e energia magnética que molda a heliosfia.
O SPO não funcionará separadamente. Espera-se que funcione em conjunto com a crescente frota de missões solares. Estes incluem Stereo Mission, The Hinode Satellite, The Solar Dynamics Observatory (SDO), Interface Region Imaging Spectrograph (IRIS), Advanced Space-based Solar Observatory (ASOS), The Solar Orbiter, Adi-El 1 Mission, bem como a próxima missão L5 (ES). Formará uma rede de observação sem precedentes. Os esporos dos esporos polares fornecerão a peça que falta, o que permitirá a cobertura quase global de 4π do Sol pela primeira vez na história da humanidade.
Esperando ansiosamente
O sol é a estrela mais próxima de nós, mas ainda há muito que se desconhece sobre ele. Espera-se que a próxima missão do Observatório Solar de Órbita Polar (SPO) mude isso com cientistas com uma aparição sem precedentes nas regiões polares do sol. Estas regiões, que durante muito tempo estiveram ocultas da vista direta, serão em breve observadas em detalhe, o que nos dará novas informações sobre as forças que formam as estrelas e a vida na Terra.
A importância da SPO é muito maior do que a pura curiosidade científica. Ao melhorar o conhecimento do dínamo solar, a missão pode fazer uma profecia mais precisa do ciclo solar e, como resultado, o espaço mais confiável prevê o clima. Os modelos Heliosphier também irão refinar a forma como o ar solar se forma e se comporta rapidamente, o que é importante para a engenharia de naves espaciais e proteção inovadora. Mais significativamente, o progresso no rastreamento das atividades solares pode fortalecer a nossa capacidade de proteger tecnologias críticas, incluindo navegação e comunicação por satélite, companhias aéreas e rede elétrica na Terra.
