Polarímetro para unificar la corona y la heliosfera

Polarimeter to Unify the Corona and Heliosphere ( PUNCH ) es una futura misión de la NASA para estudiar la región inexplorada desde el centro de la corona solar hasta 1 UA del Sol . PUNCH consistirá en una constelación de cuatro microsatélites que, a través de imágenes continuas de campo profundo en 3D, observarán la corona y la heliosfera como elementos de un único sistema conectado. Los cuatro microsatélites estaban inicialmente programados para ser lanzados en octubre de 2023, pero desde entonces se han trasladado a un lanzamiento en viaje compartido con SPHEREx , ^[3] programado para el 27 de febrero de 2025. ^[1]

El 20 de junio de 2019, la NASA anunció que PUNCH y TRACERS eran los candidatos ganadores para convertirse en las próximas misiones del programa Small Explorer (SMEX) de la agencia. ^[4]

PUNCH está dirigido por Craig Edward DeForest en el Southwest Research Institute (SwRI) en Boulder, Colorado . Incluyendo los costos de lanzamiento, PUNCH está siendo financiado por no más de US$165 millones. ^[4]

El objetivo principal declarado de PUNCH es "discernir completamente los procesos físicos a escala cruzada, desde la turbulencia a microescala hasta la evolución de las estructuras a escala global, que unifican la corona solar y la heliosfera". ^[5] En otras palabras, la misión pretende comprender cómo la corona solar se convierte en el viento solar . ^[6]

Los dos objetivos específicos son comprender cómo las estructuras coronales se convierten en el viento solar ambiental y comprender la evolución dinámica de las estructuras transitorias en el viento solar joven. ^[5] El investigador principal, Craig Edward DeForest del Southwest Research Institute (SwRI), cree que un estudio más detallado de este tipo también conducirá a una mejor comprensión de las causas de los eventos climáticos solares como las eyecciones de masa coronal (CME), que pueden dañar los satélites y alterar las redes eléctricas y los sistemas de energía en la Tierra. ^{[2] [4]}

Cuanto más comprendamos los factores que impulsan el clima espacial y su interacción con los sistemas terrestre y lunar, más podremos mitigar sus efectos, incluida la protección de los astronautas y la tecnología crucial para el programa Artemis de la NASA a la Luna. ^[4]

La configuración de la misión consiste en una constelación de cuatro observatorios, cada uno de los cuales lleva un instrumento primario. ^[7]

• El Narrow Field Imager (NFI) se encuentra en una sola nave espacial y es un coronógrafo de luz visible ocultado externamente .
• Los generadores de imágenes de campo amplio (WFI) son generadores de imágenes heliosféricos de observación lateral con deflectores de corral planos que se ubican en las tres naves espaciales restantes.
• La nave espacial NFI también lleva un instrumento construido por estudiantes, el Monitor de Actividad Térmica Energética Estudiantil (STEAM). STEAM es un espectrómetro de rayos X de estado sólido que observa todo el Sol como una fuente puntual, para estudiar la física del calentamiento coronal y las erupciones solares.

Los campos de visión (FoV) de los 3 WFI se superponen ligeramente entre sí y con el NFI, y el funcionamiento de los instrumentos está sincronizado. Los instrumentos funcionan a través de imágenes de dispersión de Thomson polarizadas de la transición de la corona a la heliosfera. ^[8] PUNCH integra imágenes de su constelación de satélites pequeños en una composición global después de cada órbita, que cubre un rango dinámico de ~6 órdenes de magnitud. A través de un flujo de estas imágenes, PUNCH logra la localización de características en 3D y la obtención de imágenes precisas de campo profundo. ^[9] La misión se basa en la experiencia del Sistema de Navegación por Satélite Global Cyclone (CYGNSS) con constelaciones de satélites pequeños. ^[10]

SwRI está colaborando con el Laboratorio de Investigación Naval (NRL) y el Laboratorio Rutherford Appleton en Oxfordshire , Inglaterra , Reino Unido .

PUNCH, que operará en órbita terrestre baja , trabajará en sinergia con la sonda solar Parker de la NASA y el Solar Orbiter de la ESA . ^{[2] [8]}

• Programa explorador