Inleiding

Ruimteweeri

Op aarde komen gewelddadige weerfenomenen voor zoals sneeuwstormen en onweer. Andere soorten stormen kunnen voorkomen in de ruimte. Ze staan bekend als "zonnestormen" en net zoals hun tegenhangers op aarde kunnen zij ook problemen veroorzaken voor ons, mensen, in het bijzonder omdat we zo afhankelijk zijn van satelliettechnologie. De effecten die deze "zonnestormen" kunnen veroorzaken zijn meestal enkel van belang voor systemen in de ruimte, maar in extreme gevallen kunnen effecten waargenomen worden tot op het aardoppervlak. Vóór we deze "zonnestormen" en hun mogelijke gevolgen voor mensen voorstellen, laten we eerst begrijpen wat onze plaats in de ruimte er mee te maken heeft.

De Heliosfeer

De “ruimte” tussen de planeten in ons zonnestelsel noemen we interplanetaire ruimte, beter gekend als de heliosfeer. “Helios” is het Oud-Griekse woord voor “zon” en het het voorvoegsel wordt gebruikt om de omgeving in de ruimte tussen de planeten te omschrijven die onder de invloed staat van de zon.

Helios was de zonnegod in de Griekse mythologie en werd verondersteld langs de hemel te rijden in een wagen getrokken door paarden, waarbij hij licht bracht op aarde.

Om de heliosfeer beter voor te stellen kan men aan een reusachtige magnetische bel denken (zie onderstaande figuur) die het zonnestelsel bevat (zon en planeten), de zonnewind en het interplanetaire magnetisch veld, samen met talloze soorten “kosmische stralen”, en stof.

Schematische voorstelling van de heliosfeer. Courtesy of NASAi.

Inderdaad, de interplanetaire ruimte is helemaal niet leeg en de omgeving in de ruimte heeft een eigen weer - z'n eigen ruimteweeri. Ons plaatselijke ruimteweeri is een functie van de plaats van de aarde in het zonnestelsel, het gedrag van de zon en de aard van het magneetveld van de aarde en haar atmosfeer. Ruimteweeri kan gedefinieerd worden als hoe zonneactiviteit ongewenste effecten kan hebben op zowel technologische (in de ruimte en op aarde) en biologische systemen (in de ruimte en op de vlieghoogte van lijnvliegtuigen). Zelfs als je je er niet van bewust bent, ruimteweeri raakt iedereen, direct of indirect. Voor we meer in detail treden, laten we eerst de zon voorstellen - de motor van ons plaatselijke ruimteweeri.

De motor van ons plaatselijke ruimteweeri

Ofschoon ze een doodgewone ster is, is onze zon erg dynamische n heeft ze veel interessante eigenschappen. De activiteit van de zon volgt een cyclus van ongeveer 11 jaar. Bij lage activiteit is de zonnecyclus op haar minimum en in het andere geval hebben we een zogenaamd zonnemaximum. Kenmerken van de zonnecyclus kunnen waargenomen worden met telescopen en detectors op satellieten, en bijgevolg kan men de zon waarnemen met verschillende "brillen. Wat dit fysisch betekent is dat men waarnemingen uitvoert op verschillende golflengtes. Dit laat ons toe om verschillende hoogtes van de zon waar te nemen. Bijvoorbeeld met X-stralen kunnen we de corona van de zon bestuderen en zien wanneer de fenomenen van zonneactiviteit zich manifesteren. Op onderstaande afbeelding zien we de veranderende zon zoals waargenomen in X-stralen van het zonne-maximum (linkerzijde) naar zonne-minimum (rechterzijde). Wanneer bij minimum geen manifestaties worden waargenomen.

De veranderende zon gezien in X-stralen. Courtesy of SXT/Yohkohi.

Waarom is ruimteweeri van belang voor ons?

Waarom is ruimteweeri van belang voor de aarde? Er zijn vele antwoorden op deze vraag. Eerst en vooral is de huidige samenleving op aarde zwaar afhankelijk van betrouwbare systemen in de ruimte en zal dat nog meer worden in de toekomst en deze systemen zijn kwetsbaar voor ruimteweeri. Daarnaast worden technische systemen gevoeliger voor de omgeving van de ruimte en zullen dat blijven doen in de toekomst door technologische ontwikkelingen zoals miniaturisatie. Tenslotte zijn er ontwikkelingen in de toekomst waar ruimteweeri erg belangrijk zal zijn (e.g., kolonies op Mars, ontginning van asteroides, ruimtetoerisme, ruimtehotels, transporttechnologie, commerciële mogelijkheden in het International Space Station (ISS), zonneenergie, enz.).

Gelukkig voor ons heeft de "zon-aarde fysica", die bestudeert hoe de zon en de aarde verbonden zijn, vooruitgang geboekt tot een punt waar bruikbare modellen van ruimteweeri en voorspellingen ontwikkeld worden en in sommige gevallen al bestaan. Het is belangrijk dat we het weer in de ruimte kunnen voorspellen zoals we dat doen met het weer op aarde, maar voorspellingen moeten aangevuld worden met technieken om de gevolgen te beperken. Op aarde hebben we huizen om ons te beschermen tegen de omgeving. In de ruimte worden satellieten beschermd door afschermingstechnieken. De afscherming beschermt de astronaut in zijn ruimteschip tegen de omgeving van de ruimte als en regenjas. Soms is de regenjas niet voldoende en moeten verdere stappen ondernomen worden (bijvoorbeeld moet de astronaut naar een speciale schuilkelder gaan in het ruimteschip). Op dat ogenblik worden voorspellingen bijzonder belangrijk - om ons te waarschuwen wanneer zulke gebeurtenissen in het ruimteweeri plaats vinden.

Ruimteweeri fenomenen die voorkomen in de omgeving van de ruimte dicht bij de aarde

Energetische geladen deeltjes

Voor satellieten die draaien om de aarde en voor interplanetaire missies zijn de drie belangrijkste componenten in de heliosfeer:

  1. De stralingsgordels van de aarde (ingevangen protonen en elektronen), ook bekend als Van Allen gordels.
  2. Solar Energetic Particle Events, met name Solar Proton Events.
  3. Galactische kosmische stralen komend van buiten de heliosfeer.

TO FOLLOW ON OTHER PAGES: Solar Flares, Coronal Mass Ejections, Neutrals (Particulates), etc.

Technologische effecten van ruimteweeri

In de ruimte

TO FOLLOW ON OTHER PAGES: Single Event Effects, Plasmai Effects, Atmospheric Drag, etc.

Op het aardoppervlak

Geomagnetisch geïnduceerde stromen

TO FOLLOW ON OTHER PAGES: Geomagnetically induced currents (GICs) are phenomena at the ground end of the space weatheri chain., Pipelines, Power grids, Radio waves, etc.

Biologische effecten van ruimteweeri

TO FOLLOW ON OTHER PAGES: Astronauts, crew and passengers onboard airlines, etc.