Οι ηλιακές εκλάμψεις είναι γιγάντιες εκρήξεις που λαμβάνουν χώρα κοντά στην επιφάνεια του Ήλιου
Ερευνητές του Κέντρου Ερευνών Αστρονομίας και Εφηρμοσμένων Μαθηματικών (ΚΕΑΕΜ) της Ακαδημίας Αθηνών ολοκλήρωσαν επιτυχώς την ανάπτυξη της υπηρεσίας A-EFFort, της πρώτης επίσημης υπηρεσίας πρόγνωσης ηλιακών εκλάμψεων της ESA. Κατά τη διάρκεια 12μηνου προγράμματος με χορηγό την ESA, η ομάδα A-EFFort κατάφερε να μετατρέψει ένα καθαρά επιστημονικό εργαλείο σε μια επιχειρησιακή μονάδα η οποία εντάχθηκε ήδη στο Πρόγραμμα Διαστημικής Επιχειρησιακής Ετοιμότητας (SSA) του Οργανισμού και συγκεκριμένα στο διαδικτυακή πύλη του για τον διαστημικό καιρό (SWE Service Portal).
Οι ηλιακές εκλάμψεις είναι γιγάντιες εκρήξεις που λαμβάνουν χώρα κοντά στην επιφάνεια του Ήλιου και οφείλονται στα ισχυρότατα ηλιακά μαγνητικά πεδία, τα ισχυρότερα στο ηλιακό σύστημα. Πεπλεγμένες συστάδες μαγνητικών δυναμικών γραμμών «ηρεμούν» επανασυνδεόμενες σε καταστάσεις χαμηλότερης ενέργειας, απελευθερώνοντας μέσα σε μερικά λεπτά ενέργεια που ισοδυναμεί με αυτή δισεκατομμυρίων ατομικών βομβών. Αυτή η τεράστια ποσότητα ενέργειας μετατρέπεται σε υψηλής συχνότητας ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία η οποία μπορεί να απειλήσει τόσο αστροναύτες όσο και ευαίσθητα ηλεκτρονικά κυκλώματα σε τροχιά γύρω από τη Γη.
Επιπλέον, μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια ηλεκτρικά φορτισμένων σωματιδίων, γνωστών ως “πλάσμα”, τα οποία εκτοξεύονται από τον Ήλιο με μεγάλη ταχύτητα. Εφόσον φτάσουν στην ιονόσφαιρα της Γης, τα σωματίδια του πλάσματος είναι δυνατό να προκαλέσουν τοπικές ή εκτεταμένες διακοπές των τηλεπικοινωνιών (radio blackouts). Για την υψίσυχνη ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία των εκλάμψεων (ακτίνες Χ και γ) δεν υπάρχει δυνατότητα έγκαιρης πρόγνωσης, δεδομένου ότι αυτή διαδίδεται με τη μέγιστη ταχύτητα στο σύμπαν, αυτή του φωτός. Για τα μεγάλης ταχύτητας φορτισμένα σωματίδια, ο χρόνος αντίδρασης, μετά την παρατήρηση της ακτινοβολίας, είναι μικρός, το πολύ μερικές δεκάδες λεπτά.
Γίνεται σαφές, συνεπώς, ότι οι μεγάλες ηλιακές εκλάμψεις πρέπει να προβλέπονται αξιόπιστα πριν από την εκδήλωσή τους στον Ήλιο. Η υπηρεσία A-EFFort “μεταφράζει” τη μαγνητική πολυπλοκότητα των ηλιακών κέντρων δράσης, τα οποία γεννούν τις εκλάμψεις, σε 24ωρες πιθανότητες εκδήλωσης εκλάμψεων. Η πρόγνωση ανανεώνεται κάθε τρεις ώρες. H υπηρεσία λειτουργεί από τις εγκαταστάσεις του ΚΕΑΕΜ σε ειδικά διαμορφωμένο, αυτόνομα κλιματιζόμενο, χώρο.
Η υπολογιστική υποδομή αποτελείται από δύο δίδυμους εξυπηρετητές (servers) συνδεδεμένους με έναν ψηφιακό “καρδιακό παλμό”. Ο πρώτος εκτελεί τους υπολογισμούς ενώ ο δεύτερος παρακολουθεί τον πρώτο για να επέμβει άμεσα σε περίπτωση διακοπής της λειτουργίας του. Με αυτό τον τρόπο επιτυγχάνεται η συνεχής και αδιάλειπτη λειτουργία της υπηρεσίας σε περιβάλλον σταθερής ηλεκτρικής τροφοδοσίας και διαδικτυακής σύνδεσης. Τα δεδομένα στα οποία πραγματοποιούνται οι υπολογισμοί είναι μετρήσεις του ηλιακού μαγνητικού πεδίου που καταφθάνουν σε σχεδόν πραγματικό χρόνο από το κέντρο ελέγχου της αποστολής Solar Dynamics Observatory (SDO) της Αμερικανικής NASA, στην Καλιφόρνια των ΗΠΑ. Η υπηρεσία A-EFFort είναι μόλις η τρίτη πλήρως αυτοματοποιημένη υπηρεσία πρόγνωσης εκλάμψεων παγκοσμίως και η πρώτη τέτοιου τύπου για την ESA. Τα αποτελέσματά της, εξάλλου, είναι πλήρως επικυρωμένα.
Η διαδικτυακή της παρουσίαση γίνεται άμεσα κατανοητή, χρησιμοποιώντας χρώματα οδικών φαναριών (πράσινο, πορτοκαλί, κόκκινο) για να αποδώσει τον κίνδυνο εκδήλωσης μεγάλης έκλαμψης. Είναι ελεύθερα προσβάσιμη στη σχετική ιστοσελίδα, κατόπιν εγγραφής στην ιστοσελίδα της διαδικτυακής πύλης της ESA για τον διαστημικό καιρό. Η υπηρεσία θα λειτουργεί κατ’ αρχήν έως και τον Σεπτέμβριο του 2018, οπότε θα ληφθούν αποφάσεις από την ESA και την ομάδα του ΚΕΑΕΜ για την περαιτέρω πορεία της. Η πραγματοποίησή της οφείλεται στις συντονισμένες, άοκνες προσπάθειες μιας μικρής ομάδας ερευνητών του ΚΕΑΕΜ η οποία περιλαμβάνει δύο ηλιακούς φυσικούς, έναν μηχανικό λογισμικού, μία ειδικό στη δημιουργία ιστοσελίδων, μια διοικητική γραμματέα και έναν τεχνικό.
Η ομάδα συνεργάστηκε και με μέλη της αποστολής SDO της NASA στο Πανεπιστήμιο Stanford των ΗΠΑ για την αυτόματη παροχή δεδομένων από το διάστημα και την προ-επεξεργασία τους για τις ανάγκες της υπηρεσίας A-EFFort. Με την ευκαιρία της επιτυχούς παράδοσης της υπηρεσίας στην ESA, ο Επιστημονικός Υπεύθυνος του προγράμματος A-EFFort, Δρ. Μανώλης Γεωργούλης του ΚΕΑΕΜ της Ακαδημίας Αθηνών, δήλωσε: “Εκ μέρους ολόκληρης της ομάδας, είμαστε ευτυχείς που παραδίδουμε την υπηρεσία A-EFFort στην ESA με την ελπίδα ότι θα συνεισφέρει στην προσπάθεια της ανθρωπότητας να κατανοήσει ένα άγνωστο πρόβλημα, πολύ μεγαλύτερο από τα γήινα μέτρα αλλά τόσο σημαντικό για την – επανδρωμένη ή μη – μελλοντική εξερεύνηση του διαστήματος».
