System ostrzegania przed zjawiskami pogody kosmicznej
W cyklu aktywności słonecznej, Słońce przechodzi z faz uspokojenia do faz zwiększonej aktywności, kiedy to obserwuje się takie zjawiska, jak koronalny wyrzut masy (CME) czy wyrzut energetycznych cząstek słonecznych (SEP). Towarzyszą im eksplozje wyrzucające masę, strumienie magnetyczne i naładowane cząstki, które potrafią uszkodzić satelity i detektory pokładowe. W ekstremalnych przypadkach zagrożone są systemy naziemne, w tym sieci energetyczne, a ponadto przed zjawiskami pogody kosmicznej trzeba będzie chronić ewentualne misje załogowe na Marsa czy Księżyc. W ramach projektu COMESEP ("Coronal mass ejections and solar energetic particles: Forecasting the space weather impact") opracowano narzędzia do prognozowania burz geomagnetycznych i burz promieniowania SEP. Badacze wykorzystali metody analizy danych naukowych i modele komputerowe, aby przeanalizować rozchodzenie się cząstek SEP i CME, oraz zbudowali sprawny system ostrzegania przed zjawiskami pogody kosmicznej oparty na stworzonej na potrzeby projektu COMESEP definicji ryzyka. Badano także bardzo duże zdarzenia z ery przedsatelitarnej, wykorzystując historyczne obserwacje naziemne, w tym rejestry zdarzeń geomagnetycznych, dane dotyczące położenia Słońca oraz zdjęcia i rysunki Słońca. Partnerzy projektu zbadali i wybrali algorytmy do automatyzacji detekcji na potrzeby systemu ostrzegania oraz przeanalizowali różne modele wiatru słonecznego do wykorzystania w narzędziach do badania międzyplanetarnej propagacji CME. Opracowano nową technikę wykorzystującą obserwacje zdalnej i pomiary in situ do określania ruchu i kierunku międzyplanetarnych cząstek CME. Ponadto stworzono model analityczny do obliczania czasu i prędkości zderzenia CME z satelitą. Aby zbadać ewolucję cech SEP w obszarze wokół słońca noszącym nazwę heliosfery, wykorzystano pomiary strumienia ciężkich jonów dokonane przez statek Ulysses i ACE (Advanced Composition Explorer). Badano także wpływ dużych międzyplanetarnych struktur pola magnetycznego na profile SEP. Dodatkowo zbudowano model do testowania cząstek i badania rozchodzenia się SEP od Słońca, a wyniki tych prac zastosowano w modelach pogody kosmicznej. Prace prowadzone w ramach projektu COMESEP pozwoliły zintensyfikować międzynarodową i europejską współpracę w dziedzinie badań i prognozy pogody kosmicznej. Były one także uzupełnieniem działań Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) mających na celu zwiększenie świadomości na temat pogody kosmicznej na rzecz poprawy bezpieczeństwa aparatury kosmicznej. Omawiany system ostrzegawczy pomoże ograniczyć skutki pogody kosmicznej dla narażonych na nią technologii, takich jak systemy komunikacji i nawigacji satelitarnej, a także naziemne sieci komunikacyjne i energetyczne.
