Pyramide boven de polen

In de nacht van zaterdag op zondag was het weer raak. Op zaterdagavond vanaf 15.00 uur GMT vertoonde zich aan de noordelijke hemel een bijzonder natuurverschijnsel: het noorderlicht, de aurora borealis. Helder gekleurde 'regensluiers' van licht, blauwgroen en rood, trokken langs de horizon. Het noorderlicht is uitsluitend 's nacht zichtbaar, maar toch is de zon verantwoordelijk voor de bijzondere straling. Die zendt, dag en nacht, een onafgebroken stroom van kleine, geladen deeltjes –elektronen en protonen– de ruimte in. Af en toe is er echter een grote uitbarsting op de zon. De explosie van vorige week vrijdag was zelfs zeer extreem, een zogenaamde geomagnetische storm met een kracht van G5, die slechts vier keer in de elf jaar voorkomt. De zon slingert dan een wolk van heet plasma –geïoniseerd gas met een temperatuur van 60.000 graden– met een snelheid tot 1000 kilometer per seconde de ruimte in. Twee dagen later hebben de deeltjes de 150 miljoen kilometer tussen de zon en de aarde afgelegd en bereikt de zonnestorm de atmosfeer rond de aarde. Een fractie ervan dringt juist bij de polen de dampkring binnen. In de ijle bovenste lagen van de atmosfeer botsen de zonnedeeltjes op de daar aanwezige atomen. Die raken 'aangeslagen' en bij het terugvallen naar hun normale situatie zenden ze rood of groen licht uit: het poollicht. Eens in de elf jaar is de zon extra actief, en dat is juist deze zomer het geval.

Ruimteweerbericht
Het kosmische schouwspel heeft echter ook minder fraaie trekjes. De deeltjes hebben een enorme energie en kunnen forse schade aanrichten aan bijvoorbeeld de elektronica of stroomvoorziening van satellieten, en radio- en tv-uitzendingen storen. In maart 1989, tijdens het hoogtepunt van de vorige zonnecyclus, veroorzaakte zo'n zonnestorm een stroomstoring in het noorden van de VS waardoor 6 miljoen mensen negen uur lang in het donker zaten.

De reden dat de deeltjes vooral rond de noord- en zuidpool binnendringen, is dat daar het magnetisch veld rond de aarde het zwakst is. Deze magnetosfeer, die zich tot een hoogte van 60.000 kilometer boven de aarde uitstrekt, beschermt onze planeet tegen de verwoestende invloed van de zonnewind.

De vier nieuwe meetsatellieten die de Europese ruimtevaartorganisatie ESA nu lanceert, moeten de precieze vorm van die magnetosfeer in kaart brengen en de interactie met de zonnewind bestuderen. Het satellietenkwartet vliegt in een elliptische baan, minimaal 19.000 en maximaal 119.000 kilometer van de aarde vandaan. De baan strekt zich uit tot op eenderde van de afstand tot de maan. De vier satellieten vliegen gedurende zeker twee jaar in formatie, met een onderlinge afstand van 200 tot 20.000 kilometer. Ze zijn volkomen identiek en hebben de vorm van een platte schijf met een diameter van 2,9 meter en een hoogte van 1,3 meter. De helft van het gewicht van 1,2 ton komt voor rekening van de brandstof.

Tijdens het eerste deel van de missie vliegen de ruimtesondes vooral door de magnetische 'staart' die als een honderdduizenden kilometers lange windvaan achter de aarde hangt, vanaf de zon gezien. Een halfjaar later bestudeert het kwartet de polen van de aarde, waar het magnetisch veld juist zwakker is. Zo komt een driedimensionale ruimtekaart tot stand, waarmee de schade van zonnestormen beter te voorspellen zal zijn. Vanaf eind december verwachten de wetenschappers elke dag 1 gigabyte (twee cd-roms) aan meetgegevens van de satellieten.