De Solar Orbiter – ontworpen om de zon en omgeving daarvan nader te onderzoeken – kreeg de volle laag!

Gelukkig kan de Solar Orbiter wel tegen een stootje, zo laat ESA – de eigenaar van de orbiter – weten. En de satelliet ondervindt dan ook geen negatieve effecten van de ‘aanval’. In zekere zin is de plasmawolk zelfs een zegen; doordat de ruimtesonde deze aan den lijve ondervonden heeft, heeft deze met behulp van de aan boord aanwezige instrumenten en schat aan informatie kunnen verzamelen over hoe de omgeving onder invloed van die plasmawolk veranderde.

Plasmawolk
Een plasmawolk is een massale uitbarsting van zonnewind. En die zonnewind bestaat weer uit een stroom geladen deeltjes. Hoewel de Solar Orbiter er dus weinig hinder van ondervond, kan zo’n door de zon geproduceerde plasmawolk wel verstrekkende gevolgen hebben voor de planeten rond de zon, zoals bijvoorbeeld de aarde. Wanneer zo’n plasmawolk – ook wel coronale massa-ejectie genoemd – rechtstreeks op de aarde gericht is, kunnen de geladen deeltjes bijvoorbeeld satellieten in een baan om de aarde of elektriciteitsnetwerken op aarde verstoren.

De coronale massa-ejectie die de Solar Orbiter trof, ontstond eind vorige maand. De plasmawolk was gericht op Venus en in de omgeving van die planeet bevond zich op dat moment ook de Solar Orbiter. De satelliet doet intensief onderzoek naar onze moederster, maar scheert daarbij ook regelmatig langs Venus voor een zogenoemde zwaartekrachtsslinger. Hierbij wordt de zwaartekracht van Venus gebruikt om de baan van de sonde zodanig te wijzigen dat deze de zon vervolgens weer vanuit een andere hoek onder de loep kan nemen.

Geslaagde scheervlucht
Zo’n twee dagen voordat de Solar Orbiter op een afstand van slechts 6000 kilometer langs Venus zou scheren en zo’n zwaartekrachtsslinger zou krijgen, stootte de zon een flinke plasmawolk uit. Maar het had zoals gezegd – gelukkig – geen negatieve gevolgen voor de spannende Solar Orbiter-missie. “De scheervlucht verliep exact volgens plan,” stelt Jose-Luis Pellon-Bailon, namens ESA. “De Solar Orbiter heeft de zwaartekracht van de planeet gebruikt om – zonder daarbij grote hoeveelheden brandstof te hoeven gebruiken – van baan te veranderen.” En inmiddels is de satelliet weer onderweg naar de zon. “Wanneer deze daar arriveert, zal deze zich 4,5 miljoen kilometer dichter bij de zon wagen dan daarvoor.”

Data
Hoewel sommige instrumenten aan boord van de Solar Orbiter tijdens de scheervlucht langs Venus uit voorzorg waren uitgeschakeld, heeft de satelliet toch nog behoorlijk wat data kunnen verzamelen tijdens de uitbarsting van de zon. Een deel daarvan is nog altijd onderweg, maar onderzoekers verwachten dat de gegevens uiteindelijk een vrij compleet beeld zullen geven van de veranderingen die de omgeving van de Solar Orbiter onder invloed van de plasmawolk onderging. Zo mat de sonde bijvoorbeeld een flinke toename van solar energetic particles, kortweg SEPs (zie kader).

De zon stoot voortdurend deeltjes uit; voornamelijk protonen en elektronen. Maar ook geïoniseerde atomen, zoals helium. Wanneer er grote zonnevlammen of plasmawolken ontstaan, kunnen die deeltjes enorm versneld worden. We spreken dan van solar energetic particles (SEPs). Het zijn specifiek deze deeltjes die een bedreiging kunnen vormen voor de elektronica aan boord van satellieten, maar ook een stralingsrisico met zich meebrengen voor astronauten die zich op dat moment buiten het beschermende aardmagnetische veld ophouden.

Meer te weten komen over coronale massa-ejecties en de invloed die deze op het zonnestelsel hebben, is één van de belangrijkste missiedoelen van de Solar Orbiter. Door met behulp van deze satelliet plasmawolken, de zonnewind en het magnetisch veld van onze moederster te bestuderen, hopen onderzoekers onder meer inzicht te krijgen in de nog altijd raadselachtige, grofweg 11-jaar durende zonnecyclus. Die cyclus wordt gekenmerkt door een zonnemaximum – een periode waarin de zon opvallend actief is en dus relatief veel plasmawolken en zonnevlammen voortbrengt – en een zonneminimum – een periode waarin de zon juist relatief rustig is. Onduidelijk is nog altijd wat de drijvende kracht achter die cyclus is en waarom sommige zonnemaxima krachtiger zijn dan andere. De Solar Orbiter moet die mysteries oplossen. En uiteindelijk moet de missie er ook toe leiden dat de zon wat voorspelbaarder wordt. In die zin dat onderzoekers periodes van stormachtig ruimteweer (oftewel perioden waarin de zon veel geladen deeltjes rondslingert) beter kunnen voorspellen. Als dat lukt, zal het ons namelijk ook niet zo snel overvallen en kunnen we – indien nodig – ook maatregelen treffen om onze elektronica op en rond de aarde (en in een later stadium, als de bemande maanmissies werkelijkheid worden, ook apparaten en mensen op de maan) te beschermen.

Vigil
Dat deze doelen ESA aan het hart gaan, blijkt ook wel uit het feit dat er al een nieuwe missie, specifiek gericht op de bescherming van de aarde en omgeving, op poten wordt gezet. We hebben het dan over Vigil. De sonde zal de zon nauwlettend gaan monitoren en is ontworpen om activiteit op de zon te spotten voordat we daar vanaf de aarde gezien tot in staat zijn. Het idee is dat we onszelf zo meer tijd gunnen om ons voor te bereiden op onstuimig ruimteweer.

Vigil is op dit moment in ontwikkeling en zal over een paar jaar gelanceerd worden. Ondertussen zal de Solar Orbiter zich in ieder geval inzetten om ons begrip van de zonneactiviteit verder te vergroten en ons zo in staat stellen om de waarnemingen van Vigil beter te duiden.

WIST JE DAT…
…de Solar Orbiter eerder al ‘kampvuurtjes’ op de zon spotte? Bekijk de fantastische close-upbeelden hier!