Door middel van verfijnde formatievliegen op millimeterschaal zullen de twee satellieten waaruit ESA's Proba-3 bestaat, bereiken wat voorheen een onmogelijke ruimtemissie was: een nauwkeurig vastgehouden schaduw werpen van het ene platform naar het andere, waarbij de vurige zon wordt geblokkeerd om de spookachtige omringende atmosfeer langdurig te observeren.
In de aanloop naar de lancering van het Proba-3 paar samen later dit jaar, konden de wetenschappers die gebruik zullen maken van Proba-3 observaties de satellieten met hun eigen ogen zien. Leden van dit team zullen de voor de missie ontwikkelde hardware testen tijdens een zonsverduistering boven Noord-Amerika in april volgend jaar. De twee satellieten ondergaan momenteel de laatste integratie in de gebouwen van Redwire bij Antwerpen in België. Ze kregen een bezoek van het Proba-3 Science Working Team, een 45-koppige groep zonnefysici uit heel Europa en de rest van de wereld.
Veel van deze experts zijn regelmatige bezoekers van aardse zonsverduisteringen over de hele wereld, maar kijken uit naar het nieuwe perspectief dat Proba-3 zal bieden op de zwakke zonnecorona. Dit mysterieuze gebied is belangrijk omdat het de plaats is waar coronale massa-ejecties ontstaan, enorme uitbarstingen van geladen deeltjes die zonnestormen veroorzaken, en omdat het de snelheid van de zonnewind beïnvloedt, die centraal staat bij het bepalen van het ruimteweer.
"De satelliethardware was heel bijzonder van dichtbij," vertelt Joe Zender, ESA's Proba-3 projectwetenschapper. "Het viel me vooral op hoe dicht de camerakop van het Coronagraph-ruimtevaartuig bij de zonnepanelen staat, op minder dan een meter afstand. Terwijl het zonnepaneel afhankelijk is van veel zonlicht, moet de camera in volledige duisternis blijven, zonder enig strooilicht. Het maakt duidelijk hoe precies die kleine schaduw die de Occulter werpt, op zijn plaats moet worden gehouden. We kregen ook een glimp te zien van de zorgvuldig bewerkte rand van de schijf van het Occulter-ruimteschip - die normaal gesproken voor de lancering onder een beschermkap wordt gehouden. De kromming van deze rand is speciaal ontworpen om het verstrooide zonlicht, dat anders de beeldprestaties zou beïnvloeden, te minimaliseren."
Ook aanwezig was de bekende Amerikaanse astrofysicus Russell Howard van het John Hopkins University Applied Physics Lab, die een leidende rol speelde bij NASA's Parker Solar Probe en de ESA-NASA SOHO missie: "Het ruimtevaartuig is kleiner dan de ruimtevaartuigen waar ik bij betrokken ben geweest - voornamelijk omdat dit een enkel instrument is om naar de zon te kijken met twee veel kleinere instrumenten. Maar het concept van de missie is zo uniek: het plaatsen van een occulter op 150 meter van de telescoop om beelden extreem dicht bij de rand van de zon mogelijk te maken is nog nooit eerder gedaan, alsof het Occulter-ruimtevaartuig een mini-maan is. We zullen niet zo dicht bij de rand van de zon kijken als tijdens een aardse zonsverduistering, maar het zal spectaculair zijn om urenlang zulke beelden te hebben in vergelijking met de 5-10 minuten van een zonsverduistering."
Het team ging verder naar de Koninklijke Sterrenwacht van België in Brussel en besprak daar de voorbereidingen voor de missie, waaronder plannen voor het verwerken en verspreiden van de gegevens, het plannen van co-observaties met andere ruimtemissies en het beoordelen van de relatieve prestaties van Proba-3 in vergelijking met bestaande 'coronagraaf'-instrumenten die worden gebruikt voor coronale waarnemingen.
Dit zijn telescopen die interne occulte schijven bevatten om de zonneschijf te verduisteren. Het probleem is dat deze interne occulte schijven nog steeds last hebben van licht dat langs hun randen valt, ook wel diffractie genoemd. Damien Galano, ESA's Proba-3 projectmanager merkt op: "De beste manier om diffractie te verminderen is door de afstand tussen het occulter en de coronagraaf te vergroten, en dat is precies wat Proba-3 gaat doen. We vliegen onze coronagraaf en occulter voor het eerst op aparte platforms, 150 m uit elkaar voor maximaal zes uur per baan, waarbij we een reeks positioneringstechnologieën toepassen om ze stevig op hun plaats te houden."
Het testen van Proba-3 op ware grootte is per definitie onmogelijk hier op aarde. Maar de bijeenkomst hoorde hoe dezelfde set filterwielen die ontwikkeld is voor Proba-3's ASPIICS (Association of Spacecraft for Polarimetric and Imaging Investigation of the Corona of the Sun) zal worden gebruikt om de zonsverduistering boven Noord-Amerika op 8 april 2024 te observeren, samen met een parallelle vloeibaarkristalbeeldtechnologie.
"De filterwielen maken observatie van de corona in verschillende polarisatiehoeken mogelijk, net als schakelen tussen verschillende gepolariseerde zonnebrillen," voegt Joe toe. "Het mooie van waarnemen tijdens een echte eclips is dat we geen occulter nodig hebben om inzicht te krijgen in precies het soort resultaten dat we van Proba-3 gaan krijgen."
Het Science Working Team besprak ook het tweede instrument van Proba-3, de Digital Absolute Radiometer, DARA, die de totale zonne-instraling zal meten - precies hoeveel energie de zon op een bepaald moment uitstraalt. "Ervan uitgaande dat de zonnestraling het klimaat op aarde beïnvloedt, is het belangrijk om alle variaties zo nauwkeurig mogelijk te meten," merkt Joe op.
Proba-3 wordt in september dit jaar gelanceerd door de PSLV draagraket uit India.
Bron: ESA
