NASA har valt Southwest Research Institute för att leda uppdraget "Polarimeter to Unify the Corona and Heliosphere" (PUNCH), ett landmärke Small Explorers Program-uppdrag som kommer att avbilda bortom solens yttre korona.

PUNCH kommer att bestå av en konstellation av fyra resväskastora mikrosatelliter eller "microsats" som kommer att skjutas upp redan 2022. Mikrosatsarna kommer att kretsa runt jorden i formation för att studera hur solens atmosfär, eller corona, ansluter till det interplanetära mediet. PUNCH kommer att ge de första globala bilderna av hur solkoronan ingjuter solvinden med massa och energi.

"Vakuumet i rymden mellan planeterna är inte helt tomt - det är faktiskt fyllt med en svag, hypersonisk "solvind" som strömmar ut från koronan och påverkar rymdfarkoster och planeter – inklusive vår egen, " sa PUNCH:s chefsutredare Dr. Craig DeForest, en vetenskapsman och programdirektör vid SwRI:s Space Science and Engineering Division. "PUNCH kommer att observera 'ingenmanslandet' mellan den yttre solkoronan och solvinden, ger oss våra första tydliga bilder av hela systemet som förbinder solen och jorden."

PUNCH kommer att spåra och avbilda solvinden när den kommer ut från solkoronan, övergångar till det interplanetära rymden och strömmar genom solsystemet, bada planeterna och andra solsystemkroppar. Dessa mätningar kommer att avslöja hur och varför materialet som kommer från stjärnan blir byigt och turbulent på väg till jorden.

Dessutom, PUNCH-satelliterna kommer att spåra i 3D solens koronala massutkastningar, även känd som "CMEs" eller "rymdstormar, " när de bryter ut från koronan ut i det interplanetära rymden. CME orsakar vissa "rymdväder"-händelser som påverkar jorden, som kan hota astronauter, skada satelliter, släcka elnät, och stör kommunikationen och GPS-signaler.

"Det mesta av det vi vet om rymdvädret som levereras av solvinden kommer från direkt provtagning av rymdfarkoster inbäddade i den, " sa PUNCH Project Scientist Dr. Sarah Gibson, tillförordnad chef för High Altitude Observatory i Boulder, Colorado. "Detta är som att förstå globala vädermönster baserat på detaljerade mätningar från några enskilda väderstationer på marken. PUNCH är mer som en vädersatellit som kan avbilda och spåra ett komplett stormsystem när det utvecklas över en hel region."

De fyra rymdfarkosterna kommer att flyga i en distribuerad formation spridd över hela världen, arbetar i synk för att producera polariserade bilder av hela det inre solsystemet med några minuter. Var och en av de fyra rymdfarkosterna PUNCH har en specialiserad kamera för att fånga svaga glittrar av solljus som reflekteras av fria elektroner i det interplanetära rymden.

En rymdfarkost bär en Narrow Field Imager som fångar själva den yttre koronan, och de andra bär SwRI-utvecklade Wide Field Imagers (WFI). Mörka bafflar gör det möjligt för WFIs att fotografera rymdvädereffekter som är över tusen gånger svagare än Vintergatan, trots att de flyger i direkt solljus.

"Att fotografera himlen i polariserat ljus är uppdragets hemliga sås, " sa DeForest. "När solljus studsar av elektroner, det blir polariserat. Den polarisationseffekten låter oss mäta hur solvindsfunktioner rör sig och utvecklas i tre dimensioner, istället för bara ett 2D-bildplan. PUNCH is the first mission with the sensitivity and polarization capability to routinely track solar wind features in 3-D."

"The Explorers Program seeks innovative ideas for small, cost-constrained missions that can help unravel the mysteries of the universe, " said Dr. Paul Hertz, director of NASA's Astrophysics Division. "PUNCH absolutely meets the standard to solve mysteries about the Sun's corona, the Earth's atmosphere and magnetosphere, and the solar wind."