Zonnefysica en Ruimteweer

De operationele directie “Zonnefysica en Ruimteweer” is op internationaal niveau gekend onder de naam  Solar Influences Data analysis Center, SIDC.


Opdrachten en doelstellingen

De opdracht van de operationele directie “Zonnefysica en Ruimteweer”  is het uitbreiden van de kennis van de Zon, en haar invloed op het zonnestelsel, door middel van onderzoek en waarnemingen (zie ook Koninklijk Besluit van 2002-04-08). Via operationele diensten en voorlichting  verspreiden we deze kennis, op zowel nationaal als internationaal niveau, naar de wetenschappelijke wereld en naar de maatschappij, waaronder de overheid en de industrie.

Ons wetenschappelijk onderzoek richt zich op alle aspecten van de zonneactiviteit en bestaat uit zowel observationeel als theoretisch onderzoek met oog voor toepassingen zoals het zoeken naar “proxies” en de analyse van gegevens voor ruimteweerstoepassingen. Het doel van dit onderzoek is onze kennis van de Zon en haar invloed op het zonnestelsel te vergroten en van deze kennis nuttig gebruik te maken.

Onze observationele activiteiten zijn gebaseerd op een diepgaande deelname in de ontwikkeling van instrumenten in de ruimte en op Aarde zodat we een volledig inzicht kunnen verkrijgen in de gegevensverwerving en ijkingsprocessen en, meer algemeen, in de gehele keten van instrumenttechnologie tot gegevensverwerking en analyse. Een hechte interne samenwerking zorgt ervoor dat ons onderzoek en operationele diensten rechtstreeks voordeel halen uit deze observationele activiteiten. Onze ambities gaan ook uit naar het ontwikkelen van spitstechnologie, het uitbaten van onze eigen faciliteiten en het uitbouwen van een stabiele infrastructuur die het opvolgen van de zonneactiviteit op lange termijn kan ondersteunen.

Dankzij onze state-of-the-art dienstverlenging kunnen we met onze operationele activiteiten een actieve, leidende rol spelen in Europese ruimteweersdiensten. We werken aan een voortdurende verbetering en controle van de nauwkeurigheid en kwaliteit van onze ruimteweerdiensten en zonne-indices, inclusief de internationale zonnevlekindex. We willen ruimteweersverslagen en ruimteweersvoorspellingen van hoog niveau verspreiden naar de industrie en naar de gehele maatschappij. Het doel van onze data services is het produceren, archiveren en verspreiden van onze eigen gegevens en indices door middel van hedendaagse  data pipelines, gegevensbanken, en interfaces. Onze voorlichtingsactiviteiten worden in de eerste plaats ontwikkeld voor het verspreiden van informatie over de Zon, zonneactiviteit en ruimteweer voor alle Belgische doelgroepen (algemeen publiek, scholen, industrie, overheid, …). Daarnaast willen we bijdragen aan internationale voorlichtingsprogramma’s.



Activiteiten

De operationele directie bestaat uit een aantal onderling verweven onderzoeksploegen, elk met hun specifieke doelstellingen:

Beeldvormende telescopen op Aarde

USET is ons optisch zonnewaarnemingsplatform waarmee beelden van de Zon in het zichtbaar licht genomen worden. USET staat in voor de productie, archivering, verspreiding en exploitatie van globale informatie over structuren en gebeurtenissen in de fotosfeer en chromosfeer, als deel van de continue, wereldwijde opvolging van zonneactiviteit.

 

Het radioastronomiestation van Humain

Onze vestiging in Humain voor  zonneradioastronomie wordt uitgebouwd, onderhouden en uitgebaat om de zonneactiviteit in het metrisch en microgolf-gebied van het radiospectrum op te volgen, teneinde ogenblikkelijke informatie te verkrijgen over uitbarstingen op de Zon.


Opvolgen van zonneactiviteit op de langste termijn

De internationale zonnevlekindex die we produceren is de langstlopende tijdsreeks van zonneactiviteit en is dus een unieke referentie voor studies van het mechanisme achter de zonnecyclus en de sturing van de Aardse klimaat door de Zon. Het is daarom onze doelstelling om de kennis over langetermijnvariaties van zonneactiviteit te bewaren, te ontwikkelen en te verspreiden.  

Operationele ruimteweerdiensten

Via het “Regional Warning Center Belgium” (onderdeel van het ISES netwerk) en onze ESA/SSA activiteiten baten we operationele ruimteweerdiensten uit om snel informatie van hoge kwaliteit te verspreiden betreffende ruimteweer. Deze informatieverspreiding neemt de vorm aan van overzichtsverslagen, waarschuwingen en voorspellingen.


Beeldverwerking van de zon

We passen geavanceerde beeldverwerkingstechnieken toe op zonnebeelden (CACTus, SPoCA, soFAST, …) om grote volumes van gegevens efficiënt en snel te kunnen verwerken door middel van de automatische productie van metadata, catalogi van gebeurtenissen en andere geavanceerde dataproducten.

Technologieontwikkeling voor de hardware van toekomstige instrumenten

We bouwen expertise op in strategische hardwaretechnologieën, zoals brede bandgap-fotodetectors en CMOS active pixel sensors, om geavanceerde technologie te ontwikkelen voor de volgende generatie van wetenschappelijke zonne-instrumenten.

Ter ondersteuning hiervoor is DeMeLab een STCE/ROB faciliteit waar karakterisaties en ijkingen van instrumentonderdelen met hoge kwaliteitseisen worden uitgevoerd, alsook de ijking van vluchtmodellen van toekomstige instrumenten in de ruimte.

De exploitatie van instrumenten in de ruimte

We baten een wetenschappelijk controlecentrum (science operations center) uit voor de PROBA2-missie en we bereiden ons voor op een soortgelijke voorziening voor het EUI-instrument aan boord van Solar Orbiter. De doelstelling van deze activiteit is om invloed te hebben op de kritische details van de uitbating van een wetenschappelijk instrument vanaf de tekentafel tot en wanneer er in de ruimte nieuwe, essentiële gegevens moeten verzameld worden.

Visualisatie en verspreiding van zonnegegevens

Gezien al onze activiteiten, hebben we nood aan het verspreiden en visualiseren van zonnegegevens (SWHV, STAFF, etc). Onze doelstelling op lange termijn is om nog beter deze nood tegenmoet te treden door het opzetten van gemeenschappelijke IT diensten (FITS I/O dienst, een metadata dienst, een efemeridendienst, een loggingdienst, een workflow-dienst, een gegevensopslagdienst, etc) waarop andere activiteiten verder kunnen bouwen.

Fundamenteel onderzoek

Een belangrijk deel van ons onderzoek is ondergebracht bij, en toegepast op, bovenstaande observationele en operationele activiteiten. Zulk toegepast onderzoek is echter enkel levensvatbaar als het in voortdurend dialoog geplaatst wordt met meer fundamenteel onderzoek. Enkel dan kunnen nog niet geëxploreerde maar relevante vragen van fundamentele zonnefysica (bijvoorbeeld over CMEs) aan bod komen die toelaten om onze kennis van de Zon en haar invloed op het zonnestelsel uit te breiden zonder beperkingen.

Publieksvoorlichting

Net als ons onderzoek is ook een groot deel van onze publieksvoorlichting ondergebracht in bovenstaande activiteiten. Sommige voorlichting is echter breder in opzet: het opbouwen van een coherente webstek voor alle activiteiten en informatieverstrekking,  het organiseren van grote internationale conferenties … Anderzijds heeft onze interne voorlichting (seminaries, studentenwerk, etc.) als specifiek doel het delen van verworven inzichten, het opbouwen van een groepsgevoel en het versterken van onderlinge samenwerkingen.