Kunstmatige eclipsen voor onderzoek naar zonnestormen

Deze week schetsten nieuwe beelden van een Europese demonstrator en een door het VK geleid missieconcept de nabije toekomst van zonne-observatie: kunstmatige verduisteringen in de ruimte die wetenschappers in staat stellen de buitenste atmosfeer van de zon gedurende lange tijd in stabiel licht te bestuderen. Op 21 januari 2026 deelde de European Space Agency een time-lapse van Proba‑3 — tweelingsatellieten die in nauwe formatie vliegen om een vijf uur durende kunstmatige eclips te creëren — waarop drie spectaculaire plasma-erupties te zien zijn. Twee dagen later publiceerden onderzoekers achter een concept genaamd Mesom een haalbaarheidsstudie waarin wordt voorgesteld om de maan te gebruiken als een natuurlijke occulter om de heldere zonneschijf maand na maand gedurende bijna een uur per keer uit het zicht te houden.

Waarom het blokkeren van de zon de sleutel is tot het begrijpen van stormen

De corona van de zon, een diffuse halo van plasma van miljoenen graden, is de geboorteplaats van de gevaarlijkste ruimteweerevents: coronale massa-ejecties (CME's) die gemagnetiseerd plasma de ruimte in slingeren en satellieten, GPS, elektriciteitsnetten en communicatie op aarde kunnen ontregelen. De corona is zwak in vergelijking met het verblindende licht van de fotosfeer (het zichtbare oppervlak van de zon), dus om de corona in detail te bestuderen, moeten waarnemers die schittering wegnemen. Totale zonsverduisteringen op aarde doen dit natuurlijk, maar kortstondig en onvoorspelbaar; coronagrafen — telescopen met interne schijven die de fotosfeer blokkeren — reproduceren het effect elektronisch, maar hebben beperkingen in hoe dicht bij de zon ze betrouwbaar beelden kunnen maken.

Beide benaderingen laten onbeantwoorde vragen over hoe magnetische velden in de lage corona CME's creëren en loslaten, en over de langlopende paradox van de coronale verhitting: waarom de corona honderden keren heter is dan het zonneoppervlak. Betere, langere beelden van de binnenste corona met een hogere resolutie zouden fysische modellen voeden en de voorspellingscapaciteit aanzienlijk verbeteren voor gebeurtenissen die miljoenen tot miljarden dollars kunnen kosten wanneer ze kritieke systemen op aarde treffen.

Proba‑3: een proof of concept voor vliegen in formatie

Mesom: de maan gebruiken als een perfecte occulter

Mesom (Moon‑enabled Sun Occultation Mission) kiest een andere invalshoek. In plaats van te vertrouwen op een uitgeklapte bedekkingsschijf of twee in formatie vliegende satellieten, stelt Mesom voor om een kleine wetenschappelijke satelliet in de permanente schaduw van de maan te plaatsen, gezien vanuit een zorgvuldig gekozen baan. Omdat de maan bijna bolvormig is en geen atmosfeer heeft om licht te verstrooien, is het een bijna ideale natuurlijke occulter. Het concept, geleid door teams van het Mullard Space Science Laboratory van University College London samen met partners van het Surrey Space Centre en andere instellingen, stelt dat lunaire occultatie continue, zuivere waarnemingen van de binnenste corona tot aan de chromosfeer kan opleveren voor observatievensters tot 48 minuten — veel langer dan enige aardse verduistering.

Wat nieuwe data zouden kunnen opleveren

Langere, zuiverdere toegang tot de lage corona zou helpen ontrafelen hoe magnetische velden vloeien en herverbinden, waarbij opgeslagen energie vrijkomt als vlammen en CME's. Waarnemingen die reiken tot in de chromosfeer — de laag tussen de fotosfeer en de corona waar veel van de fysica achter het ontstaan van CME's plaatsvindt — zouden magnetische kaarten van het oppervlak kunnen verbinden met evoluerende coronale lussen en eruptieve gebeurtenissen. Dat zou op zijn beurt de fysieke input verbeteren voor operationele ruimteweermodellen die worden gebruikt door satellietexploitanten, energiebedrijven en luchtvaartplanners.

Er zijn praktische prikkels. Historische gebeurtenissen zoals de stroomuitval in Quebec in 1989 en het Carrington-event van 1859 herinneren ons eraan hoe kwetsbaar de moderne infrastructuur is. Recentere incidenten in 2024 en 2025 leidden tot hoogteverlies van satellieten en GPS-uitval met aanzienlijke economische kosten. Betere voorspellingen op basis van directe waarnemingen van het ontstaan van CME's zouden eerdere beschermende maatregelen mogelijk maken: het heroriënteren van satellieten, het uitschakelen van transformatoren en het waarschuwen van operators om kritieke activiteiten aan te passen.

Technische en programmatische hindernissen

Zowel het vliegen in formatie als lunaire occultatie brengen technische uitdagingen met zich mee. Proba‑3 is afhankelijk van relatieve positionering op centimeterniveau en een strikte controle van strooilicht in de coronagraaf; het succes ervan demonstreert de techniek, maar het opschalen van een missie naar volledige wetenschappelijke operaties vereist grotere payloads, langere missieduur en robuuste, autonome besturing. Mesom moet een lastige koers varen in het baanontwerp: het vinden van herhaalbare vensters in de complexe Zon-Aarde-Maan-dynamiek die stabiele occultatie mogelijk maken terwijl stroomvoorziening, thermische controle en communicatie gewaarborgd blijven.

Thermisch beheer nabij de zon, stralingsafscherming, precisierichting en datacapaciteit voor de downlink zijn allemaal niet triviaal. De voorstanders van Mesom zeggen dat deze problemen oplosbaar zijn binnen een budget voor kleine satellieten als de missie zorgvuldig wordt ontworpen en internationaal wordt samengewerkt. Het concept is al ingediend bij de European Space Agency voor overweging als een toekomstige missie in de jaren 2030, maar financiering, technische rijping en integratie met andere observatoria moeten nog worden opgelost.

Complementaire benaderingen binnen de zonnevloot

Mesom en Proba‑3 zouden andere zonne-instrumenten niet vervangen, maar aanvullen. Missies zoals NASA's Parker Solar Probe en ESA's Solar Orbiter onderzoeken de omgeving nabij de zon vanuit verschillende gezichtspunten; grondtelescopen zoals de Daniel K. Inouye Solar Telescope bieden een ultrahoge resolutie van de fotosfeer en chromosfeer; instrumenten op platforms in een lage baan om de aarde (bijvoorbeeld CODEX op het internationale ruimtestation ISS) voegen daar verdere meetmethoden aan toe. Het combineren van gegevens van al deze platforms, vooral met langdurige beelden van de binnenste corona van eclips-kwaliteit, is volgens wetenschappers wat de huidige beperkingen zal doorbreken.

De recente beelden van Proba‑3 boden een voorproefje van wat uitgebreide, zuivere waarnemingen kunnen onthullen; Mesom belooft een factor tien meer tijd op die kritieke hoogten. Indien gefinancierd en gebouwd, zou een missie met maan-occultatie de manier kunnen transformeren waarop fysici het ontstaan van CME's en het probleem van de coronale verhitting bestuderen, en aardse operators betere waarschuwingen geven tegen ontregelend ruimteweer. De weg voorwaarts vereist zorgvuldige engineering, internationale samenwerking en aanhoudende investeringen, maar de potentiële opbrengst — het beschermen van de moderne infrastructuur tegen zeldzame maar catastrofale zonnestormen — is duidelijk.

Bronnen

• Surrey Space Centre (University of Surrey) — Mesom haalbaarheidsstudie
• UCL Mullard Space Science Laboratory — Mesom leidende instelling en voorstelmateriaal
• European Space Agency — Proba‑3 missie en coronagraaf-demonstraties
• UK Space Agency — haalbaarheidsfinanciering voor Mesom
• NASA — context over Parker Solar Probe en CODEX-missie
• Daniel K. Inouye Solar Telescope (partnerinstellingen van het nationale zonne-observatorium)