Ruimteweer – wat is dat?

Ruimteweer verwijst naar variaties in de ruimte die het gevolg zijn van geladen deeltjes en elektromagnetische straling die door de Zon wordt uitgezonden.

Op Aarde zorgen water, temperatuur en lucht voor het weer, terwijl deeltjes, elektromagnetische energie en magnetische velden de belangrijkste bijdragen aan het ruimteweer zijn.

Gelukkig voor het leven op Aarde is de hoeveelheid warmte en licht die de Zon uitstraalt opmerkelijk constant. De ster kan echter ook materie de ruimte in schieten. Deze uitstoot is echter gedurende het grootste deel van de menselijke geschiedenis onopgemerkt gebleven.

Tegenwoordig kunnen deze verschijnselen, bekend als ruimteweer, drastische effecten hebben op satellieten in de ruimte en elektronische technologie waarop we op Aarde vertrouwen.

De oorsprong van ruimteweer kan worden herleid tot verdraaiingen in het magnetische veld van de Zon. Dit leidt tot donkere vlekken oftewel zonnevlekken op het oppervlak.

Het is vanaf deze pekken dat ruimteweer veroorzakende verschijnselen zoals zonnevlammen en coronale massa ejecties (plasmawolken) kunnen ontstaan. De zonnevlekkenactiviteit kent een 11-jarige cyclus van minima en maxima die we de zonnecyclus noemen. We zijn momenteel op weg naar een zonnemaximum in 2025.

Zonnestormen

Hoewel ruimteweer uiteindelijk op de Zon ontstaat verwijst de term “zonnestorm” naar gebeurtenissen op of nabij onze eigen planeet wanneer er materiaal dat door de Zon wordt uitgestoten onze planeet bereikt. Er zijn twee soorten zonnestormen: geomagnetische stormen en zonnestralingsstormen.

De eerste van deze verwijst naar sterke verstoringen van het aardmagnetisch veld veroorzaakt door uitgestoten materiaal van de Zon. Dit is een zogenaamde plasmawolk oftewel een coronale massa-ejectie (CME). De tweede verwijst naar een stroom veel sneller bewegende deeltjes die door de Zon wordt uitgestoten. Bij zonnestralingsstormen zijn grote hoeveelheden protonen en elektronen betrokken. Deze stormen kunnen enkele uren tot dage duren, afhankelijk van de omvang van de uitbarsting.

Hoe gevaarlijk de laatste ook klinkt, we worden grotendeels beschermd tegen de effecten ervan door het aardmagnetisch veld van de Aarde, net als de meeste satellieten in een baan om de planeet. Als gevolg hiervan zijn zonnestralingsstormen alleen een echt serieus probleem voor deep space missies.

Indeling van zonnestormen

Geomagnetische stormen worden gerangschikt op een schaal die loopt van G1, die een toename van poollichtactiviteiten rond de polen en kleine fluctuaties in voedingen kan veroorzaken, tot G5. Hier vallen extreme gevallen onder zoals bijvoorbeeld de Carrington-gebeurtenis die plaatsvond in september 1859. Het was destijds een paar maanden voor het zonnemaximum van 1860. De uitbarsting die toen plaatsvond verstoorde telegraafdiensten over de hele wereld en veroorzaakte poollicht dat zo helder en krachtig was dat het tot in het Caribisch gebied zichtbaar was.

Het voorspellen van ruimteweer

We weten allemaal hoe onvoorspelbaar het weer op Aarde is, maar in de ruimte wordt het nog ingewikkelder.

Het begrijpen van de zonnevlekkenactiviteit en de zonnecyclus is een belangrijk onderdeel van de voorspelling van het ruimteweer en wetenschappers hopen op een dag het ruimteweer zo nauwkeurig te kunnen voorspellen als meteorologen het wee rop aarde voorspellen.

Wetenschappers analyseren dagelijks zonnevlekregio’s om de bedreigingen te beoordelen. Ze bewaken en registreren veranderingen in de grootte, het aantal en de positie van zonnevlekken om de waarschijnlijkheid van een op de Aarde afgevuurde zonnevlam en/of plasmawolk uit een actief gebied te evalueren.

Het World Data Center for the Sunspot Index and Long-term Solar Observations van de Koninklijke Sterrenwacht van België in Brussel volgt ook zonnevlekken en registreert de maxima en minima van de zonnecyclus om de zonneactiviteit te evalueren en de voorspellingen van het ruimteweer te verbeteren.

NASA heeft ook een vloot ruimtesondes – gezamenlijk bekend als het Heliophysics System Observatory (HSO) – ontworpen om de Zon en zijn invloed op het zonnestelsel te bestuderen, inclusief de effecten van ruimteweer.

Het HSO bestaat uit verschillende zonne-, heliosferische en planetaire ruimtesondes die naar de Zon kijken en haar activiteit op verschillende afstanden en hoeken meten. Deze satellieten omvatten de Parker Solar Probe, de Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) – een gezamenlijk project van NASA en ESA – de Solar Terrestrial Relations Observatory (STEREO). Deze laatste bestaat uit twee nagenoeg identieke ruimtesondes, een vóór de baan van de Aarde en de andere erachter en de Solar Orbiter van de ESA die door het eerst naar de nog niet in kaart gebrachte poolgebieden van de Zon gaat kijken.

De Vigil-missie van de ESA die over enkele jaren moet worden gelanceerd is een speciale missie voor het voorspellen van het ruimteweer. Vigil gaat vanaf Lagrangepunt 5, op een afstand van ongeveer 150 miljoen kilometer, de Zon in de gaten houden. De ruimtesonde wordt zo geplaatst dat het een zijde van de Zon in de gaten kan houden. De missie zal de Zon monitoren voordat deze ronddraait en richting de Aarde wijst. Dit is dan in een poging ons vooraf te waarschuwen voor mogelijke gevaarlijke activiteit van de Zon.

Het begrijpen van de omgeving van de Zon is geen kleinigheid. Daarom is er een hele vloot van ruimtemissies gewijd aan het begrijpen van onze Zon en zijn gedrag.

Zoals wetenschappers zeggen: “Er is geen slecht weer, alleen een slechte voorbereiding. Ruimteweer is wat het is en het is onze taak om ons voor te bereiden.”

Eerste publicatie: 29 juli 2022
Bron: space.com & anderen