Testowe udostępnienie zdjęć koronografu CCOR-1 na satelicie GOES-19

Od 6 lutego 2025 roku agencja NOAA/SWPC uruchomiła testowo możliwość śledzenia obrazów korony słonecznej z kompaktowego koronografu CCOR-1 (Compact Coronagraph-1) znajdującego się na pokładzie wystrzelonej 25 czerwca 2024 roku sondy GOES-19 (oznaczonej jako GOES-U między startem a osiągnięciem docelowej orbity geostacjonarnej). Do 4 kwietnia br. GOES-19 nie jest jeszcze w pełni operacyjny i nie wszystkie instrumenty działają w sposób ciągły, toteż niewykluczone, że również w przypadku koronografu CCOR-1 zdarzać się będą do tego czasu okresowe przerwy w działaniu lub inne nieprawidłowości. Po 4 kwietnia GOES-19 ma się stać w pełni operacyjnym satelitą, wówczas także SWPC zacznie wykorzystywać CCOR do regularnego monitoringu koronalnych wyrzutów masy (CME). Docelowo informacje uzyskiwane z obrazów CCOR zostaną wykorzystane jako dane wejściowe dla modelu WSA-Enlil prognozującego wpływ wyrzutów koronalnych i wiatru słonecznego na Ziemię.

Z tego wstępu wyłania się podstawowa różnica dzieląca LASCO i CCOR. O ile wystrzelony w 1995 roku koronograf LASCO jest przeznaczony wyłącznie do celów badawczych jako sprzęt naukowy, o tyle CCOR-1 będzie instrumentem operacyjnym, koncentrującym się na regularnym dostarczaniu informacji w czasie rzeczywistym, stanowiąc jeden z elementów doskonalonego systemu wczesnego ostrzegania przed ewentualnymi burzami magnetycznymi do 4-5 dni na przód. Nowy koronograf dostarczać będzie obrazy CME w ciągu 30 minut od ich pozyskania, podczas gdy w przypadku LASCO czas oczekiwania na uzyskanie zdjęć trwa niekiedy nawet 8 godzin (lub nawet 1-2 doby jeśli uwzględnimy coraz częstsze tego typu luki w przesyle i odbiorze danych). W docelowym trybie pracy CCOR-1 będzie aktualizował obraz korony co 15 minut, zwiększając możliwości obserwacyjne wyrzutów koronalnych i poprawiając jakość ich modelowania.

 

Po lewej: pogląd na obrazy rejestrowane przez CCOR-1. Tak jak w przypadku koronografu LASCO, tak też nowy instrument na pokładzie sondy GOES-19 oprócz wyrzutów koronalnych pozwala rejestrować strumienie wiatru słonecznego uwalnianie nieustannie w różnych kierunkach ze źródeł tworzących wychodzące promieniście pasma wokół przysłoniętej przez okulter tarczy słonecznej. Credit: GOES-19/CCOR-1. Po prawej: animacja z obrazów CCOR-1 ukazująca m.in. koronalny wyrzut masy wyrzucony z niewidocznej z perspektywy Ziemi strony Słońca, o północnym skierowaniu i pokrywający się w czasie z rozbłyskiem klasy M7.6, który jednocześnie wystąpił w obszarze aktywnym AR3981 po wystawionej ku Ziemi stronie Słońca. "Na godzinie 5" od Słońca tuż przy okulterze widoczny jest Merkury, który 9 lutego znajdzie się w koniunkcji ze Słońcem i przynosząc nam od końca lutego najlepszy okres widoczności wieczornej w 2025 roku - o czym więcej w aktualnym "Niebie nad nami". Credit: GOES-19/CCOR-1.

Jedną z najbardziej zauważalnych różnic w porównaniu z od dawna funkcjonującymi koronografami LASCO C2 i C3 na pokładzie satelity SOHO jest obrazowanie w bardziej zunifikowanym polu widzenia w ramach jednego obrazu zamiast dwóch. Działające od trzech dekad koronografy LASCO monitorują koronę słoneczną w zakresie światła widzialnego na odległości od 1,5 do 30 promieni Słońca [R☉] (uwzględniając minimalne pole widzenia C2, skupiającego się na najbardziej wewnętrznych warstwach korony maksymalnie bliskich Słońcu, jak i maksymalne pole widzenia "szerszego" C3). CCOR natomiast obserwować będzie zewnętrzną koronę słoneczną mając wgląd na otoczenie Dziennej Gwiazdy na polu widzenia od 3,7 do 17 promieni Słońca - w ramach jednego zdjęcia uzyskiwany będzie zatem obraz otoczenia Słońca o polu widzenia zawierającym się między około połową pola koronografu LASCO C2 i nieco ponad połową pola LASCO C3, który zbiera dane na dystansie do 30 promieni Słońca w każdym kierunku.

Dzięki obserwacjom korony w czasie znacznie bardziej rzeczywistym w porównaniu do LASCO powinno być możliwe dokładniejsze śledzenie zmian w strukturze CME po uwolnieniu ze Słońca nie tylko szybciej i sprawniej, ale też w znacznie większej rozdzielczości czasowej. To z kolei powinno się przełożyć - przynajmniej w jakimś stopniu - na zmniejszenie błędu prognoz ruchu i propagacji CME w przestrzeni, zwłaszcza w sytuacji gdy konkretny wyrzut kierowany jest bezpośrednio lub częściowo ku Ziemi. Częstszy wgląd w dynamiczne zmiany struktur CME umożliwi dokładniejsze śledzenie przeobrażeń materii w wyrzucie względem LASCO, który aktualizuje zdjęcia z niższą częstotliwością. Nie będzie to jednak poprawa całkowita dająca zupełną pewność co do natury CME po dotarciu do Ziemi, gdyż po oddaleniu się poza pole widzenia CCOR-1 wyrzut stanie się tak samo niewidoczny jak ma to miejsce w przypadku koronografów LASCO aż do czasu osiągnięcia Ziemi (a konkretnie - punktu libracyjnego L1, kiedy tak naprawdę dopiero po raz pierwszy namacalnie poznajemy potencjał wyrzutu i jego "zdolności" do kształtowania warunków pogody kosmicznej w ziemskim otoczeniu po średnio 2-3 dniach podróży ze Słońca).

Skupienie się przez CCOR na zewnętrznej koronie umożliwi dokładniejszy wgląd w region słonecznej atmosfery, w którym wiatr słoneczny ulega największemu przyspieszeniu, zwłaszcza podczas uwalniania w postaci CME. Może to pozwolić na lepsze zaobserwowanie i zrozumienie procesów dziejących się podczas najbardziej dynamicznych zjawisk erupcyjnych - zarówno tych samoistnych jak podczas przerwania filamentów i protuberancji, jak i w połączeniu z aktywnością rozbłyskową w konkretnych obszarach aktywnych (grupach plam). Obserwowanie to ma także umożliwić znaczną poprawę w zrozumieniu jak struktura zewnętrznej korony zmienia się w wiatr słoneczny w przestrzeni trójwymiarowej w obszarze heliosfery (choć zdjęcia uzyskiwane przez koronograf pozostają zwyczajne - dwuwymiarowe tak jak w przypadku LASCO). CCOR-1 jest bowiem tylko jednym z elementów w ramach szerszego projektu misji PUNCH (Polarimeter to Unify the Corona and Heliosphere) złożonej z czterech odrębnych satelitów.

  

Wizualizacja koronografu CCOR-1 i jego umieszczenia na GOES-19 na platformie skierowanej w kierunku dosłonecznym oraz samego CCOR. Credit: U.S. Naval Research Laboratory/Lockheed Martin

Pewne różnice dotyczą także budowy koronografu. O ile LASCO C2 i C3 wykorzystują wewnętrzne okultery blokujące światło słoneczne (których zamierzonym skutkiem działania jest permanentny stan "sztucznego całkowitego zaćmienia Słońca" dla uzyskania widoku korony) o tyle CCOR-1 wykorzystuje zewnętrzny okulter, który jest fizycznie oddzielony od teleskopu. Zewnętrzna okultacja Słońca jest bardziej złożona mechanicznie, co niekoniecznie stanowi walor w przypadku technologii mającej pracować w niesprzyjającym środowisku przestrzeni kosmicznej, ale w niektórych sytuacjach oferuje szereg zalet - często jest lepsza do uzyskania szerszego pola widzenia czy redukcji niechcianego światła rozproszonego, zwłaszcza w przypadku słabych sygnałów rentgenowskich. CCOR-1 został także zoptymalizowany pod kątem potrzeb NOAA/SWPC - jest mniejszy i lżejszy od tradycyjnych koronografów, dzięki czemu można go dostosować do różnych platform satelitów.

Początek testowego odbierania i udostępniania zobrazowań CCOR-1 oraz przygotowanie go do działania w pełni operacyjnego od 4 kwietnia nie oznacza jednak wycofania ze służby satelity SOHO i koronografów LASCO. Dopóki ten wysłużony już obiekt pozostaje sprawny, będzie on monitorował koronę słoneczną tak jak dotąd, uzupełniając się z danymi przekazywanymi przez CCOR-1. Takie zastąpienie byłoby zresztą bardzo niefortunne z uwagi na inną wyraźną różnicę między każdą z tych misji. O ile SOHO znajduje się w punkcie libracyjnym Lagrange'a L1 na linii Słońce-Ziemia w odległości około 1,5 mln od Ziemi, o tyle GOES-19 znajduje się na orbicie geostacjonarnej nieco ponad 35 tys. km nad równikiem, zawsze nad tym samym punktem nad Ziemią.

Podobnie jak Solar Dynamics Observatory powoduje to w tygodniach okalających równonoce okresowe przerwy w dostępie do Dziennej Gwiazdy w ramach tzw. sezonu zaćmień, kiedy satelita będąc w ziemskim cieniu przez pewien czas nie widzi Słońca. Sezon zaćmień to w skali roku aż 3 miesiące - po około 6 tygodni na każdą z równonocy w marcu i wrześniu, kiedy to codziennie od kilku na początku sezonu do około 72 minut w jego szczycie, dostęp do Słońca dla satelity w określonym położeniu jest blokowany przez Ziemię. To wyraźna różnica w stosunku do położenia w punkcie L1, kiedy widok na Słońce przez satelitę SOHO jest niezaburzony 24 godziny na dobę 365 dni w roku. Chociaż CCOR-1 jest pierwszym operacyjnym koronografem NOAA, nie będzie on jedynym. Z uwagi na wspomniane skutki bycia przez GOES-19 satelitą geostacjonarnym oraz systematycznie coraz mniej pewnej kondycji SOHO, w przestrzeń wyniesiony zostanie także drugi odpowiednik - CCOR-2, który jest instalowany na satelicie SWFO-L1.

Rzeczywistym następcą SOHO i koronografów LASCO będzie dopiero sonda SWFO-L1 (Space Weather Follow On-Lagrange 1), której wystrzelenie planowane jest obecnie na nie wcześniej, niż wrzesień br. Jednym z jej instrumentów będzie bliźniaczy koronograf - CCOR-2. Znalazłszy się docelowo w punkcie L1 przejmie obowiązki po wysłużonych sondach SOHO, ACE i DSCOVR zapewniając monitoring korony i CME we wczesnych etapach erupcji (tak jak czyni to obecnie LASCO) oraz pomiar cech pola magnetycznego i wiatru słonecznego 1,5 mln km przed Ziemią (na wzór sond ACE i DSCOVR), co jest już "ostatnim przystankiem" dla wyrzutu koronalnego czy strumienia wiatru słonecznego przed uderzeniem w naszą planetę następującym zwykle 20-60 minut od osiągnięcia punktu L1, zależnie od prędkości wiatru.

Do czasu startu SWFO-L1 miejmy nadzieję, że działające już od drugiej połowy lat 90. XX wieku koronografy LASCO pozostaną sprawne. Działają jednak już wielokrotnie dłużej od planowanego czasu misji, kiedy w 1996 roku przesłały na Ziemię pierwsze zdjęcia słonecznej korony - nie wiemy kiedy nadejdzie ich kres mogący być równie dobrze kwestią dni bądź lat, co też pokazuje pilną konieczność włączenia do służby kolejnych sond o tym samym przeznaczeniu dla utrzymania istniejącego już niemal trzy dekady systemu wczesnego ostrzegania przed CME - ważnego nie tylko z naszej jako miłośników zorzy polarnej perspektywy, ale przede wszystkim w astronautyce - dla trwających misji załogowych, pracy innych satelitów, jak też i na Ziemi dla operatorów sieci energetycznych, komunikacyjnych i nawigacyjnych.

Dostęp do obrazów CCOR-1 z GOES-19 możliwy jest pod poniższym linkiem w ramach beta-testów. Dopóki GOES-19 nie stanie się w pełni operacyjny 4 kwietnia 2025 r. animacje i dane należy uważać jedynie za "wstępne i nieoperacyjne" - możliwe są też okresowe przerwy w dostępie do usługi. Docelowo obrazy mają być aktualizowane 96 razy na dobę, w trybie co 15 minut. Dane z CCOR-1 zostaną wprowadzone do panelu Pogody kosmicznej na blogu w momencie, gdy będą już w pełni operacyjne.

Komentarz do bieżącej aktywności słonecznej - podstrona Solar Update
Warunki aktywności słonecznej i geomagnetycznej wraz z objaśnieniami nt. interpretacji danych dostępne na podstronie Pogoda kosmiczna

  f    t    yt   Bądź na bieżąco z tekstami, zapowiedziami, alarmami zorzowymi i wiele więcej - dołącz do stałych czytelników bloga na Facebooku, obserwuj blog na X (Twitter), subskrybuj materiały na kanale YouTube lub zapisz się do Newslettera.

Oprac. własne na podst. materiałów NOAA (1) (2) (3), SWPC, NASA.