NASAは観測のために11年間待ったが、水道管の破損により中止を余儀なくされた。

この「Sun Smile.jpg」のような、邪悪なのかかわいいのか判断が難しい衝撃的な太陽の画像や、ダイナミックな高画質動画を多数見てきました。

画像提供: NASA/GSFC/SDO

これらの象徴的な高解像度画像の多くは、太陽観測衛星(SDO) から提供されたものです。 SDOは2010年の打ち上げ以来、太陽を見つめて大量の貴重なデータを収集しており、そのほとんどは米国スタンフォードにある統合科学運用センター（JSOC）のサーバーに保存されています。このデータにより、視聴者は太陽の画像を毎日見ることができるだけでなく、今後の太陽嵐の信号を監視し続けることもできます。

昨年10月初旬、NASAは太陽が11年周期の活動極大期に入ったことを公式に確認した。極大期は太陽黒点、フレア、コロナ質量放出（CME）などの現象が最も活発になる時期である。これにより、SDO の太陽監視が特に重要になります。研究者たちは皆、太陽物理学をより深く理解するために、さまざまな太陽探査機を使用してさまざまな次元でデータをリアルタイムで監視および収集しようと準備を進めています。しかし、この重要な期間中に水道管の破裂により SDO のデータ サービスが中断されました。

画像出典: JSOC アーカイブ

現地時間2024年11月27日、JSOCチームは、11月26日にサーバーが設置されていた部屋で直径約10センチ（4インチ）の結露水管が破裂し、JSOC室内に数インチの深さまで水が溜まり、SDOの2つの中核機器からのデータを保存・配信するサーバー（遷移領域イメージング分光器（IRIS）のサーバーでもある）を含む建物内の多くの電子機器に深刻な被害が生じたというログを公開しました。翌日の時点で、室内の水は抜かれていたものの、様々な物品がまだ湿っており、複数の水漏れが電子機器に損傷を与えていた。

事件後、JSOCチームは直ちに緊急リソースページを作成し、データを必要とする可能性のあるユーザーのために利用可能な情報を更新しましたが、状況は非常に深刻で、アーカイブされたすべてのデータに一時的にアクセスできなくなり、リアルタイムの科学データの処理と配信が一時的に中断されました。宇宙軌道上にあるSDOとIRISは現在も正常に稼働し、計画通りにデータ収集を行っており、収集したデータが失われることはないが、「バンッ、すべてが消えた！」という感じのこの発表は、やはり「草の根チーム」の不条理さを少し感じさせる。

太陽写真家

21 世紀初頭、NASA は一連の太陽探査ミッションを通じて太陽が太陽地球システムのさまざまな側面に与える影響を理解し、宇宙天気の正確な予測を達成することを目的とした「Living With a Star (LWS)」プログラムを提案しました。 2010年2月に打ち上げられたSDOは、このプログラムの最初のミッションです。その主な科学的目標は、太陽を複数の帯域で観測し、太陽のダイナミクスを理解し、太陽の磁場構造に関するデータを収集し、太陽放射の変化を監視することです。

画像提供: NASA

太陽の活動は、規模の大小にかかわらず、すべて地球に影響を及ぼします。しかし、地球に住む私たちは、故郷の惑星についてまだ多くの疑問を抱いています。

たとえば、太陽の約 11 年の活動周期を動かすメカニズムは何でしょうか?太陽はどのようにして蓄えられた磁気エネルギーを太陽圏に放出するのでしょうか?小規模な磁気再結合は大規模な乱流にどのような影響を与え、太陽コロナの異常な高温に寄与するのでしょうか?どのような磁場構成がコロナ質量放出やフレアなどの活動につながるのでしょうか?地球付近の太陽風の構造とダイナミクスは、太陽表面の磁場と大気の構造によって決定できるのでしょうか?最も重要なのは、太陽表面の活動を監視すれば宇宙天気を確実に予測できるのかということです。

太陽のダイナミクスに関するこれらの疑問を探るために、SDO は 3 つの科学機器 (太陽震動・磁気発生装置 (HMI)、極端紫外線変動実験装置 (EVE)、大気撮像アセンブリ (AIA)) を搭載しており、数秒から数年といった時間スケールで太陽活動を継続的に観測できるだけでなく、複数のバンドから太陽内部、光球、コロナの活動を観測することもできます。

画像提供: NASA

そのうち、 AIA は7 つの極端紫外線チャンネルで太陽の彩層とコロナを連続的に観測し、2 万ケルビンから 2,000 万ケルビンまでの温度変化を表示できます。また、この装置を通じて、研究チームが作成した「The Sun Today」ウェブサイトでは、2010 年 5 月以来、毎日太陽の画像を見ることができます。

EVE は太陽放射スペクトルの変化にもっと関心があります。太陽から放射される高エネルギーの極端紫外線（EUV）は地球の上層大気を加熱して電離層を形成しますが、EUV放射は常に変化しており、この変化は大気加熱、衛星抗力、衛星通信システムなどに大きな影響を与えます。さらに、 HMIは複数のフィルターを通して太陽磁場を正確に測定することができます。これらのデータは、研究者が太陽の内部ダイナミクスと磁気活動の関係を確立するのに役立ちます。

多くの機能を持つSDOに比べ、NASAが2013年6月に打ち上げたIRISは、主に太陽望遠鏡と分光計を使い、太陽の光球とコロナの複雑な境界面である太陽彩層を探査する小型探査機に過ぎない。これは、太陽が太陽風にエネルギーを伝達する仕組みを理解するための重要な領域であり、恒星の大気を理解するための「代表例」でもあります。

IRIS 宇宙船はロッキード・マーティン社のクリーンルームで組み立てられます。画像提供: NASA、ロッキード・マーティン

一時不在

11年に一度の太陽活動極大期には、SDOが太陽の磁場を定期的に測定し、研究者らが太陽の磁場の形状や黒点の進化をより正確に追跡できるようにし、太陽フレアなどの今後の活動を予測できるようにしていたはずだ。これを地上観測所と組み合わせることで、研究者はコロナ質量放出の方向を特定できるようになります。

しかし残念なことに、「万能カメラマン」SDOと彩層を専門とするIRISは、計画通り軌道上で運用され、熱心にデータ収集を行っているものの、水道管の破損により、しばらくの間、一時的に不在となってしまう。幸いなことに、JSOC サーバーの事故は AIA、HIM、IRIS のデータにのみ影響し、EVE のデータは影響を受けませんでした。

2 月中旬現在、JSOC チームは緊急リソース ページで修復の進捗状況を更新し、代替データ リソースも提供しています。チームは、ユーザーが長期にわたる AIA および HMI の履歴データにアクセスできるようにする仮想サーバーを迅速にセットアップしました。 2月14日、ようやく通常のデータ処理が再開されましたが、履歴データのごく一部のみがまだ復元中です。

宇宙探査という最先端の分野で、地上管制室の信頼性の低さによって莫大な損失が引き起こされそうになったとは想像しがたい。しかし、事故は常に進歩とともに起こるものであり、おそらく次の太陽活動極大期までに冷却装置に大きな改善が見られるだろう。

参考文献

[1]https://gizmodo.com/busted-water-pipe-halts-nasas-solar-observations-at-the-worst-possible-time-2000533455

[2]https://www.eoportal.org/satellite-missions/sdo#sdo-solar-dynamics-observatory

[3]https://www.eoportal.org/satellite-missions/iris#eop-quick-facts-section

[4]https://suntoday.lmsal.com/suntoday/?suntoday_date=2025-02-27、

[5]https://sdoisgo.blogspot.com/

[6]https://solarweb1.stanford.edu/JSOC_Emergency_Resources.html

企画・制作

出典: グローバルサイエンス (ID: huanqiukexue)

著者: ブ・ゾウ

編集者：王夢如

校正：徐来林