NASA har valt ut fem förslag på konceptstudier av uppdrag för att hjälpa till att förbättra förståelsen av solens dynamik och den ständigt föränderliga rymdmiljön som den interagerar med runt jorden. Informationen kommer att förbättra förståelsen om universum samt erbjuda nyckelinformation för att skydda astronauter, satelliter, och kommunikationssignaler – som GPS – i rymden.

Vart och ett av dessa medelklassutforskarförslag kommer att få 1,25 miljoner dollar för att genomföra en nio månader lång uppdragskonceptstudie. Efter studietiden, NASA kommer att välja upp till två förslag att gå vidare till lanseringen. Varje potentiellt uppdrag har en separat lanseringsmöjlighet och tidsram.

"Vi söker ständigt uppdrag som använder spetsteknologi och nya tillvägagångssätt för att tänja på vetenskapens gränser, sa Thomas Zurbuchen, biträdande administratör för NASA:s Science Mission Directorate i Washington. "Var och en av dessa förslag erbjuder chansen att observera något vi aldrig tidigare sett eller att ge oöverträffade insikter om nyckelområden inom forskning, allt för att främja utforskningen av universum vi lever i."

NASA:s heliofysikprogram utforskar jätten, sammankopplat energisystem, partiklar, och magnetiska fält som fyller det interplanetära rymden, ett system som ständigt förändras baserat på utflöde från solen och dess interaktion med rymden och atmosfären runt jorden.

"Oavsett om det är att titta på fysiken hos vår stjärna, studera norrsken, eller observera hur magnetfält rör sig genom rymden, Heliofysikgemenskapen försöker utforska rymdsystemet runt oss från en mängd olika utsiktspunkter, sa Nicky Fox, direktör för Heliophysics Division i NASA:s Science Mission Directorate. "Vi väljer noggrant uppdrag för att tillhandahålla perfekt placerade sensorer i hela solsystemet, var och en erbjuder ett nyckelperspektiv för att förstå det utrymme som mänsklig teknik och människor i allt större utsträckning färdas genom."

Vart och ett av dessa nya förslag försöker lägga till en ny pusselbit för att förstå det större systemet, vissa genom att titta på solen, några genom att göra observationer närmare hemmet.

Förslagen valdes ut utifrån potentiellt vetenskapligt värde och genomförbarheten av utvecklingsplaner. Kostnaden för den undersökning som slutligen väljs ut för flygningen kommer att begränsas till 250 miljoner dollar och finansieras av NASA:s Heliophysics Explorers program.

De förslag som valts ut för konceptstudier är:

Solar-terrestrial observatör för magnetosfärens svar (STORM)

STORM skulle ge den första globala bilden någonsin av vårt enorma rymdvädersystem där det konstanta flödet av partiklar från solen – känd som solvinden – interagerar med jordens magnetfältsystem, kallas magnetosfären. Genom att använda en kombination av observationsverktyg som möjliggör både fjärrvisning av jordens magnetfält och in situ övervakning av solvinden och det interplanetära magnetfältet, STORM skulle spåra hur energi strömmar in i och genom hela jordens närområde. Ta itu med några av de mest angelägna frågorna inom magnetosfärisk vetenskap, denna omfattande datauppsättning skulle ge en systemomfattande bild av händelser i magnetosfären för att observera hur en region påverkar en annan, hjälper till att reda ut hur rymdväderfenomen cirkulerar runt vår planet. STORM leds av David Sibeck vid NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland.

HelioSwarm:The Nature of Turbulence in Space Plasmas

HelioSwarm skulle observera solvinden över ett brett spektrum av skalor för att bestämma de grundläggande rymdfysikprocesserna som leder energi från storskalig rörelse till kaskad ner till finare skalor av partikelrörelser i plasman som fyller rymden, en process som leder till uppvärmning av sådan plasma. Med hjälp av en svärm av nio SmallSat rymdskepp, HelioSwarm skulle samla flerpunktsmätningar och kunna avslöja de tredimensionella mekanismer som styr de fysiska processer som är avgörande för att förstå vårt närområde i rymden. HelioSwarm leds av Harlan Spence vid University of New Hampshire i Durham.

Multi-slit Solar Explorer (MUSE)

MUSE skulle tillhandahålla högkadensobservationer av de mekanismer som driver en rad processer och händelser i solens atmosfär – koronan – inklusive vad som driver solutbrott som solflammor, samt vad som värmer koronan till temperaturer långt över solytans. MUSE skulle använda banbrytande avbildningsspektroskopitekniker för att observera radiell rörelse och uppvärmning vid tio gånger den nuvarande upplösningen – och 100 gånger snabbare – en nyckelfunktion när man försöker studera de fenomen som driver uppvärmnings- och utbrottsprocesser, som inträffar på kortare tidsskalor än tidigare spektrografer kunde observera. Sådana data skulle möjliggöra avancerad numerisk solmodellering och hjälpa till att packa upp långvariga frågor om koronal uppvärmning och grunden för rymdväderhändelser som kan skicka gigantiska skurar av solpartiklar och energi mot jorden. MUSE leds av Bart De Pontieu på Lockheed Martin i Palo Alto, Kalifornien.

Auroral Reconstruction CubeSwarm (ARCS)

ARCS skulle utforska de processer som bidrar till norrsken i storleksskalor som sällan har studerats:i mellanskalan mellan de mindre, lokala fenomen som leder direkt till det synliga norrskenet och det större, global dynamik i rymdvädersystemet som strömmar genom jonosfären och termosfären. Att lägga till viktig information för att förstå fysiken vid gränsen mellan vår atmosfär och rymden, dessa observationer skulle ge insikt i hela det magnetosfäriska systemet som omger jorden. Uppdraget skulle använda en innovativ, distribuerad uppsättning sensorer genom att distribuera 32 CubeSats och 32 markbaserade observatorier. Kombinationen av instrument och rumslig fördelning skulle ge en heltäckande bild av nordljussystemets drivkrafter och respons till och från magnetosfären. ARCS leds av Kristina Lynch vid Dartmouth University i Hannover, New Hampshire.

Solaris:Avslöjar mysterierna med solens poler

Solaris skulle ta upp grundläggande frågor om sol- och stjärnfysik som bara kan besvaras med utsikt över solens poler. Solaris skulle observera tre solrotationer över varje solpol för att få observationer av ljus, magnetiska fält, och rörelse i solens yta, fotosfären. Rymdforskare har aldrig samlat bilder av solens poler, även om ESA/NASA Solar Orbiter kommer att ge snedvinkelvyer för första gången 2025. Bättre kunskap om de fysiska processer som är synliga från polen är nödvändiga för att förstå hela solens globala dynamik, inklusive hur magnetfält utvecklas och rör sig genom stjärnan, vilket leder till perioder med stor solaktivitet och utbrott ungefär vart elfte år. Solaris leds av Donald Hassler vid Southwest Research Institute i Boulder, Colorado.