KAK/ESAn tiedote 16.6.2025 — Euroopan avaruusjärjestön Proba-3-missio on julkaissut ensimmäiset kuvansa Auringon koronasta. Operaation kaksi satelliittia, jotka pystyvät lentämään yhtenä avaruusaluksena paikannustekniikan ansiosta, ovat onnistuneet luomaan ensimmäisen "keinotekoisen täydellisen auringonpimennyksen" kiertoradalla. Tuloksena syntyneet koronakuvat osoittavat muodostelmalentotekniikan mahdollisuudet ja tuottavat samalla korvaamatonta tieteellistä tietoa, joka parantaa ymmärrystämme Auringosta ja sen arvoituksellisesta ilmakehästä.
 |
|
Auringon sisäinen korona näyttää vihertävältä tässä kuvassa, jonka ASPIICS-koronagrafi on ottanut 23. toukokuuta 2025 Proba-3:ssa, ESA:n muodostelmalentolennolla. Tämä näkyvän valon spektrissä otettu kuva näyttää Auringon koronan samalla tavalla kuin ihmissilmä näkisi sen auringonpimennyksen aikana vihreän suodattimen läpi. Karvamaiset rakenteet (streemit) paljastettiin käyttämällä erityistä kuvankäsittelyalgoritmia. Kuva ESA/Proba-3/ASPIICS/WOW. |
Tämän vuoden maaliskuussa Proba-3 saavutti sen, mitä mikään muu operaatio ei ole aiemmin saavuttanut: sen kaksi avaruusalusta, Coronagraph ja Occulter, lensivät 150 metrin päässä toisistaan täydellisessä muodostelmassa useiden tuntien ajan ilman minkäänlaisia Maasta lähetettyjä ohjauskomentoja. Kohdistettuina ne säilyttivät keskinäisen sijaintinsa millimetrin tarkkuudella - poikkeuksellinen saavutus, jonka mahdollistivat innovatiiviset navigointi- ja paikannustekniikat.
Saavutetun tarkkuuden osoituksena nämä kaksi avaruusalusta käyttävät muodostelmalentoaikansa keinotekoisten täydellisten auringonpimennysten luomiseen kiertoradalla - ne kohdistuvat Aurinkoon siten, että Occulter-avaruusaluksen mukana kuljettama 1,4 metrin kokoinen kiekko peittää Auringon kirkkaan kiekon Coronagraph-avaruusaluksen kohdalla ja heittää 8 senttimetrin levyisen varjon sen optiselle instrumentille ASPIICSille.
Tämän instrumentin, joka on lyhenne sanoista Association of Spacecraft for Polarimetric and Imaging Investigation of the Corona of the Sun, kehitti ESA:lle teollisuuskonsortio, jota johti Centre Spatial de Liège, Belgia. Kun sen 5 cm:n aukko on varjon peittämä, laite ottaa kuvia Auringon koronasta ilman, että Auringon kirkas valo häiritsee sitä.
Koronan havainnointi on ratkaisevan tärkeää aurinkotuulen eli Auringosta avaruuteen virtaavan aineen jatkuvan virtauksen havaitsemiseksi. Se on myös välttämätöntä, jotta voidaan ymmärtää koronamassapurkausten (coronal mass ejections, CME) toimintaa. Nämä ovat Auringon lähes päivittäin, erityisesti aktiivisuusjaksojen maksimin aikana, lähettämiä plasmapurkauksia, jotka poistuvat Auringosta.
Jos ja kun CME saavuttaa maapallon magneettikentän, ne voivat aiheuttaa upeita revontulia yötaivaalle, mutta ne aiheuttavat myös vakavia uhkia nykyteknologialle. Ne voivat häiritä merkittävästi viestintää, sähkönsiirtoa ja navigointijärjestelmiä maapallolla, kuten toukokuussa 2024.
 |
|
Tämä kuva on yhdistelmä havainnoista, jotka on tehty 23. toukokuuta 2025 kolmella eri eurooppalaisella instrumentilla eri tehtävissä: Auringon kiekko (keinotekoisesti värjätty keltaisella) Proba-2:n äärimmäisen ultraviolettiteleskoopin (SWAP) kuvaamana, SOHO:n LASCO C2 -koronagrafiitin havaitsema ulompi korona (punaisella) ja Proba-3:n ASPIICS-koronagrafiitin yksityiskohtaisesti kuvaama sisäinen korona (vihreällä), joka täyttää aukot. Kuva ESA/NASA/Proba-2/Proba-3/SOHO/SWAP/ASPIICS/LASCO C2/WOW. |
ASPIICSin ensimmäisten havaintokierrosten tuloksena saadut koronakuvat antavat esimakua arvokkaista tiedoista, joita voimme odottaa tältä auringonpimennystä tekevältä tehtävältä. Dietmar Pilz, ESA:n teknologia-, tekniikka- ja laatujohtaja, kommentoi: "Monet teknologiat, joiden avulla Proba-3 pystyi suorittamaan tarkan muodostelmalennon, on kehitetty ESAn yleisen tukiteknologiaohjelman kautta, samoin kuin itse tehtävä. On jännittävää nähdä, että nämä upeat kuvat vahvistavat teknologiamme maailman ensimmäisessä tarkkuusmuodostelmalennossa."
Auringon korona on lämpötilaltaan yli miljoona Kelviniä, paljon kuumempi kuin sen alla oleva Auringon pinta (fotosfääri). Tämä ristiriitainen lämpötilaero on ollut pitkään tiedeyhteisön puheenaiheena. Proba-3:n ASPIICS-ohjelma selvittää tätä mysteeriä tutkimalla koronaa hyvin lähellä Auringon pintaa. Se pystyy myös näkemään enemmän yksityiskohtia, sillä se havaitsee perinteisiä koronagrafeja himmeämpiä piirteitä, mikä johtuu siitä, että havaitsijalle tulevan hajavalon määrä on vähentynyt huomattavasti.
Joe Zender, Proba-3-hankkeen tutkija, lisää: "ASPIICSin ensimmäisten tietojen näkeminen on uskomattoman jännittävää. Yhdessä toisen aluksella olevan laitteen, Daran, mittausten kanssa ASPIICS auttaa osaltaan selvittämään kotitähteämme koskevia pitkäaikaisia kysymyksiä." Digitaalinen absoluuttinen radiometri (Digital Absolute Radiometer, DARA) mittaa Auringon kokonaissäteilyvoimakkuutta eli tarkalleen sitä, kuinka paljon energiaa Aurinko tuottaa kerrallaan. Proba-3:n kolmas tieteellinen laite, 3D Energetic Electron Spectrometer (3DEES), havaitsee Maan säteilyvyöhykkeillä olevia elektroneja ja mittaa niiden alkuperän suuntaa ja energiatasoja.
Miten luodaan auringonpimennys
"Olin aivan innoissani nähdessäni kuvat, varsinkin kun saimme ne ensimmäisellä yrittämällä", kommentoi Andrei Zhukov, Belgian kuninkaallisen observatorion ASPIICS-ohjelman päätutkija. "Nyt pyrimme pidentämään havaintoaikaa kuuteen tuntiin jokaisella ratakierroksella." Kuvat käsiteltiin Belgian kuninkaallisen observatorion isännöimässä ASPIICS Science Operations Centre (SOC) -keskuksessa. Siellä tutkijoiden ja insinöörien tiimi luo koronagraafin toimintakäskyjä tiedeyhteisön pyyntöjen perusteella ja jakaa tuloksena saadut havainnot.
Andrei selittää: "Jokainen täyskuva - joka kattaa alueen peittyneestä Auringosta aina näkökentän reunaan asti - on itse asiassa muodostettu kolmesta kuvasta. Näiden välillä on erona vain valotusaika, joka määrittää, kuinka kauan koronagraafin aukko on alttiina valolle. Yhdistämällä nämä kolme kuvaa saamme täyden näkymän koronasta.
"Keinotekoisen auringonpimennyksen kuvat ovat verrattavissa luonnollisen auringonpimennyksen aikana otettuihin kuviin. Erona on se, että voimme luoda pimennyksen kerran 19,6 tunnin kiertoradalla, kun taas auringon täydellisiä pimennyksiä tapahtuu luonnossa vain noin kerran, hyvin harvoin kahdesti vuodessa. Kaiken lisäksi luonnolliset täydelliset auringonpimennykset kestävät vain muutaman minuutin, kun taas Proba-3 voi pitää keinotekoista pimennystään jopa kuusi tuntia."
Proba-3-operaation johtaja Damien Galano toteaa: "Kaksi avaruusalusta muodosti avaruudessa yhden jättimäisen koronagraafin, jonka ansiosta pystyimme vangitsemaan sisemmän koronan ja havaintojemme hajavalon määrä oli hyvin vähäinen, aivan kuten odotimme.”
"Vaikka olemme vielä käyttöönottovaiheessa, olemme jo saavuttaneet ennennäkemättömän tarkan muodostelmalennon. Tämän ansiosta saimme otettua ensimmäiset kuvat, jotka ovat epäilemättä erittäin arvokkaita tiedeyhteisölle."
”Tähän mennessä saavuttamamme muodostelmalennot suoritettiin itsenäisesti, mutta maavalvontaryhmän valvonnassa, joka oli valmis puuttumaan asiaan ja korjaamaan mahdolliset poikkeamat. Ainoa jäljellä oleva tehtävämme on saavuttaa täysi autonomia, jolloin luottamuksemme järjestelmään on niin suuri, ettemme edes rutiininomaisesti valvo sitä maasta käsin."
Uusia mahdollisuuksia "digitaalisiin pimennyksiin"
Proba-3:n henkeäsalpaavat kuvat synnyttävät myös pienen vallankumouksen tavassa, jolla tietokonemallit simuloivat Auringon koronaa ja luovat "digitaalisia pimennyksiä". Viime vuosina useat laitokset eri puolilla Eurooppaa ovat kehittäneet malleja, joilla voidaan simuloida näitä havaintoja ja antaa tutkijoille mahdollisuus tarkastella Aurinkoa, mutta simulaatioiden luomiseen tarvittava lähdeaineisto puuttuu.
"Nykyiset koronagraafit eivät pärjää Proba-3:lle, joka tarkkailee Auringon koronaa lähes auringon pinnan reunaan asti. Tähän asti tämä on ollut mahdollista vain luonnollisten auringonpimennysten aikana", sanoo Jorge Amaya, ESA:n avaruussäämallinnuksen koordinaattori.
"Tämä valtava havaintovirta auttaa parantamaan tietokonemalleja entisestään, kun vertailemme ja säädämme muuttujia vastaamaan todellisia kuvia. Yhdessä KU Leuvenin ryhmän kanssa, joka on yhden tällaisen mallin takana, olemme pystyneet luomaan simulaation Proba-3:n ensimmäisistä havainnoista."
KU Leuvenin COCONUT-ohjelmisto on yksi monista aurinkokoronamalleista, jotka on integroitu ESAn virtuaaliseen avaruussäämallinnuskeskukseen (VSWMC). Se voidaan yhdistää laajaan joukkoon tietokonemalleja, jotka kuvaavat muita Auringon ja Maan välisiä fysikaalisia prosesseja. Kaikkien näiden mallien avulla saadaan kattava kuva planeettaamme vaikuttavista auringon ilmiöistä ja autetaan kansalaisia ja teollisuutta valmistautumaan niihin.
Tietoa Proba-3:sta
Proba-3-operaatiota johtaa ESA, ja sen on koonnut espanjalaisen Senerin johtama konsortio, johon osallistuu yli 29 yritystä 14 maasta ja jossa keskeisessä asemassa ovat espanjalaiset GMV ja Airbus Defence and Space sekä belgialaiset Redwire Space ja Spacebel. Satellitit lähetettiin avaruuteen 5. joulukuuta 2024 PSLV-XL-kantoraketilla Satish Dhawanin avaruuskeskuksesta Sriharikotasta Intiasta.
Proba-3 suunnitelmasta ja toiminnasta on aikaisemmin julkaistu Avaruusmagasiinissa artikkeli otsikolla Proba-3 aurinko-observatorio avaruuteen.
