Země je ponořena do materiálu, který proudí ze Slunce. Tento proud, který se označuje jako sluneční vítr, omývá okolí naší planety a způsobuje jasné polární záře, ovlivňuje ale i fungování družic, či zdraví astronautů v kosmickém prostoru. Má dokonce vliv i na pozemní infrastrukturu. Americká mise PUNCH (Polarimeter to Unify the Corona and Heliosphere) bude první, která nasnímá sluneční korónu (vnější atmosféru Slunce) společně se slunečním větrem. Bude tak možné lépe porozumět Slunci, slunečnímu větru a Zemi, jakožto jednomu propojenému systému.

Mise PUNCH má odstartovat nejdříve 1. března z Vandenbergovy základny v Kalifornii na raketě Falcon 9. Tato mise poskytne vědcům nové informace o tom, jak vznikají potenciálně nebezpečné sluneční jevy a jak se vyvíjejí. To může vést k přesnějším předpovědím příchodu projevů kosmického počasí na Zemi a dopadů na kosmické robotické průzkumníky. „Věříme, že PUNCH přinese lidstvu schopnost poprvé skutečně spatřit, kde žijeme uvnitř samotného slunečního větru,“ říká Craig DeForest, hlavní řešitel mise PUNCH ze Solar System Science and Exploration Division na Southwest Research Institute v coloradském Boulderu.

Misi PUNCH tvoří čtveřice družic o velikosti příručního zavazadla, jejichž zorná pole se budou překrývat, takže pokryjí větší pruh oblohy, než jakákoliv dřívější mise zaměřená na korónu a sluneční vítr. Tyto družice se rozptýlí po nízké oběžné dráze, aby vytvořily globální pohled na sluneční korónu a její přechod do slunečního větru. Budou také sledovat sluneční bouře jako výrony koronální hmoty (CME). To, že budou kolem Země kroužit po sun-synchronní dráze, jim umožní sledovat Slunce prakticky nepřetržitě a jen občas jim výhled zakryje Země.

Snímky z typických fotoaparátů jsou dvourozměrné – 3D objekt je tak zploštěn a dochází ke ztrátě informací. Jenže PUNCH využije vlastnosti světla, které se říká polarizace, k tomu, aby rekonstruoval své snímky ve 3D. Když se sluneční světlo odráží od materiálu v koróně a slunečním větru, stává se polarizovaným – to znamená, že světelné vlny kmitají určitým způsobem, který lze filtrovat, podobně jako polarizační sluneční brýle filtrují odlesky od vody nebo kovu. Každá družice PUNCH je vybavena polarimetrem, který využívá tří konkrétních polarizačních filtrů k zachycení informací o směru, kterým se materiál pohybuje. Tyto informace by byly na typických fotkách ztraceny.

„Tato nová perspektiva umožní vědcům rozeznávat přesnou trajektorii a rychlost CME při jejich pohybu vnitřní Sluneční soustavou,“ říká DeForest a dodává: „Tento přístup vylepšuje současné přístroje dvěma způsoby: trojrozměrným zobrazením, které nám umožňuje lokalizovat a sledovat CME, které se k nám přímo blíží, a širokým zorným polem, které nám umožňuje sledovat tyto CME po celé cestě od Slunce k Zemi.“ Všechny čtyři družice budou synchronizované, aby fungovaly jako jeden virtuální přístroj s rozměry družicové sítě PUNCH.

Projekt PUNCH využívá jednoho snímače s úzkým zorným polem a tří snímačů se širokým zorným polem. Snímač s úzkým zorným polem NFI (Narrow Field Imager) je koronograf, který blokuje jasnou zář od Slunce, aby byly lépe vidět detaily v koróně. Vytváří tak pohledy podobné těm, které mohou vidět lidé na Zemi během zatmění Slunce, kdy Měsíc zakryje Slunce. Úzké zorné pole navíc umožní sledovat sluneční vítr blíže ke Slunci. Snímače se širokým zorným polem WFI (Wide Field Imager) jsou heliosférické snímače, které budou sledovat velmi slabé vnější části koróny a samotného slunečního větru. Široké zorné pole umožní sledovat, jak se sluneční vítr šíří sluneční soustavou.

„Nejvíce se těším na přechodovou aktivitu ve slunečním větru,“ říká Nicholeen Viall, vědkyně z Goddardova střediska v marylandském Greenbeltu, která pracuje na misi PUNCH a říká: „To znamená nejen největší struktury, jako jsou CME, nebo nejmenší interakce, ale všechny různé typy struktur slunečního větru, které vyplňují tento meziprostor.“ Když tyto struktury slunečního větru dosáhnou zemského magnetického pole, mohou pohánět dynamické jevy, které ovlivňují pozemské radiační pásy. Aby bylo možné přes tyto pásy bezpečně posílat sondy i kosmické lodě s lidmi, kteří míří k Měsíci i dál, potřebují vědci porozumět strukturám slunečního větru a změnám v této oblasti.

„Mise PUNCH byla postavena na ramenou gigantů,“ říká Madhulika Guhathakurta, vědkyně projektu PUNCH z centrály NASA ve Washingtonu a dodala: „Po desítky let nám heliofyzikální mise přinášely náznaky o sluneční koróně a slunečním větru. Každá z nich nabízela zásadní, avšak neúplné pohledy na vliv naší dynamické hvězdy na sluneční soustavu.“ Když vědci zkombinují data z PUNCH s těmi od Parker Solar Probe, získají jak celkový pohled, tak i detaily zblízka. Parker Solar Probe a PUNCH budou společně pracovat v zorném poli od 1 kilometru až po více než 260 milionů kilometrů.

Kromě toho bude mise PUNCH kombinovat svá data s dalšími misemi, které nabízejí přímá pozorování – jde třeba o technologický demonstrátor CODEX (Coronal Diagnostic Experiment), který sleduje ze své pozice na Mezinárodní kosmické stanici korónu ještě blíže ke slunečnímu disku. Data z mise PUNCH doplní i údaje z americké mise EZIE (Electrojet Zeeman Imaging Explorer), která má startovat v březnu 2025 na sdílené misi Transporter-13 a bude studovat magnetické perturbace spojené s pozemskými polárními zářemi ve velké výšce, kterých si PUNCH díky svému širokému zornému poli také všimne.

Když se sluneční vítr pozorovaný misí PUNCH dostane až za Zemi, bude studován misí IMAP (Interstellar Mapping and Acceleration Probe), která by měla odstartovat ještě letos. „Mise PUNCH přemostí tyto perspektivy a poskytne bezkonkurenční a nepřetržitý výhled, který propojí místo vzniku slunečního větru v koróně s jeho evolucí v meziplanetárním prostoru,“ říká Guhathakurta. Mise PUNCH by měla provádět vědecká měření po dobu nejméně dvou let, přičemž vědecká fáze začne po etapě uvádění do provozu. Ta potrvá 90 dnů od startu. A když už jsme u startu, sluší se připomenout, že PUNCH poletí jakožto sekundární náklad s americkým teleskopem SPHEREx (Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization and Ices Explorer). „PUNCH je nejnovějším příspěvkem do letky NASA, která přináší přelomové vědecké objevy každou sekundu každého dne,“ říká Joe Westlake, ředitel heliofyzikálního oddělení v centrále NASA ve Washingtonu a dodává: „Vynesení této mise při sdíleném startu zvyšuje její hodnotu pro národ tím, že optimalizuje každou libru startovací kapacity, aby se maximalizoval vědecký přínos za cenu jednoho startu.“

Přeloženo z:
https://science.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
https://assets.science.nasa.gov/dynamicimage/assets/science/missions/punch/PUNCH%20Mission%20Still.png
https://images-assets.nasa.gov/image/KSC-20250122-PH-ANV01_0029/KSC-20250122-PH-ANV01_0029~large.jpg
https://upload.wikimedia.org/…Integration_and_Testing_%28KSC-20250123-PH-SRI01_0001%29.jpg