Double Star TC-2 ruimtevaartuig. Klik om te vergroten
Zoals veel kometen wanneer ze dicht bij de zon komen, heeft de aarde een staart. Vijf ruimtevaartuigen van ESA - het 4 Cluster-ruimtevaartuig en DoubleStar - hebben onlangs waargenomen hoe deze magnetotail vreemde turbulentie kan ervaren door zijn interactie met de zonnewind en coronale massa-ejecties van de zon. Hoe en waarom dit fenomeen gebeurt, is nog steeds een mysterie.
Vijf ruimtevaartuigen van twee ESA-missies werden onverwachts overspoeld door golven van elektrische en magnetische energie toen ze op 5 augustus 2004 door de nachtschaduw van de aarde reisden.
De door het ruimtevaartuig verzamelde gegevens geven wetenschappers een belangrijke aanwijzing voor de effecten van ‘ruimteweer’ op het magnetische veld van de aarde.
Kort na 15:34 CEST zette iets de staart van de natuurlijke mantel van magnetisme van de aarde in trilling. "Het was alsof de golven werden veroorzaakt door een boot die over een meer vaart", zegt dr. Tielong Zhang van de Oostenrijkse Academie van Wetenschappen, Graz.
Alleen in dit geval is de identiteit van de ‘boot’ onbekend. Het kan de snelle stroom van deeltjes zijn die vaak wordt waargenomen in het centrale deel van de magnetotail. Wat het ook was, er werden golven geproduceerd die van het midden van de staart naar de buitenranden reisden.
De vijf ruimtevaartuigen die tijdens dit evenement werden gevangen, waren de vier eenheden van ESA's Cluster-missie en de eerste eenheid van de gezamenlijke CNSA / ESA-missie Double Star. Het Cluster-kwartet vliegt in formatie en passeert door de magnetotail van de aarde op afstanden tussen 16 en 19 keer de straal van de aarde.
Een van de twee ruimtevaartuigen van Double Star, het TC-1-ruimtevaartuig, draait tussen 10 en 13 aardstralen. Alle vijf ruimtevaartuigen zijn ontworpen om gegevens te verzamelen over de magnetische bel rond onze planeet, de ‘magnetosfeer’ genaamd.
Het magnetische veld van de aarde wordt diep in de planeet opgewekt en stijgt op in de ruimte waar het constant interageert met de zonnewind, een eeuwige stroom van elektrisch geladen deeltjes die vrijkomen door de zon.
De stroom trekt het magnetische veld van de aarde in een staart die zich tienduizenden kilometers achter de planeet uitstrekt. Windstoten en stormen in de zonnewind staan bekend als 'ruimteweer' en kunnen de aardbeving van het aardveld doen trillen.
Op 5 augustus 2004 bevonden de Cluster- en Double Star-satellieten zich op het juiste moment op de juiste plaats. Uit de metingen bleek dat de oscillaties gelijktijdig plaatsvonden in een gebied van meer dan 30 000 km lang. Het is voor het eerst dat de ware omvang van de oscillaties wordt onthuld.
Eerdere clustermetingen, vóór de lancering van Double Star, konden alleen de beweging over een beperkte locatie omgeven door de vier satellieten onthullen.
De manier begrijpen waarop het magnetische veld van de aarde in wisselwerking staat met de zonnewind, is het ruimtetijd-equivalent van een meteoroloog die onderzoek doet naar de manier waarop een bergketen de luchtstroom verstoort en weersystemen creëert.
In het geval van ruimteweer bestaan stormen uit fluctuerende magnetische en elektrische velden die satellieten kunnen beschadigen en gezondheidsrisico's voor astronauten opleveren. Als we het potentieel van de ruimte volledig willen benutten, moeten we de effecten van het ruimteweer begrijpen en kunnen voorspellen. Dat is waar missies als Cluster en Double Star binnenkomen.
"Door de oscillaties van augustus te bestuderen, kunnen we misschien een verenigende theorie ontwikkelen voor alle verschillende bewegingen van de magnetotail", zegt Zhang, die het onderzoek leidt naar wat er die dag is gebeurd.
Oorspronkelijke bron: ESA Portal
