هواشناسی فضایی می‌تواند نوک پیکان بشر، برای پیش‌بینی اتفاقاتی از این دست باشد. دانشمندان می‌خواهند دریابند که چگونه نیروهایی فیزیکی در فضا، می توانند علت اتفاقاتی بر روی زمین باشند.، اتفاقاتی مانند طوفان‌های ژئومغناطیسی که می‌تواند اختلالاتی بر روی خطوط انتقال نیرو و شبکه‌ی جهانی GPS داشته‌ باشد.
ناسا در ماه مارس 2014 یک ماموریت دو ساله‌ با نام ماموریت چند مقیاسی بررسی مغناط‌کره Magnetospheric Multiscale Mission که اصطلاحا MMS خوانده می‌شود، برای بررسی و مطالعه بر روی اتصال مجدد خطوط میدان مغناطیسی زمین شروع کرد. برای درک بهتر این اتصال مجدد، به تصویر پایین نگاه کنید، قسمتی در سمت راست تصویر که خطوط میدان مغناطیسی دوباره به هم می‌رسند را نقطه‌ی اتصال مجدد می‌نامیم.

همان طور که در تصویر بالا می‌بینید برای برقراری اتصال  مدار دو مرحله‌ای MMS از میان ناحیه‌ی مغناط‌کره‌ی زمین رد می‌شود، از جایی که  انرژی آزاد شده از میدان مغناطیسی، می‌شکند و دوباره متصل‌ می‌شود.

 بیل پترسون (Bill Paterson) دانشمند همکار در پروژه‌ی MMS  می‌گوید: عمدتا یک طوفان ذرات که از سمت خورشید می‌آید، مهم‌ترین و قوی‌ترین چیزی است که بر روی آن چیزی که اصطلاحا دانشمندان به آن هواشناسی فضایی می‌گویند اثر می‌گذارد. هم‌اینک چهار ماهواره‌ی یکسان در حال گردش به دور زمین هستند و آثار این فرآیندهای فیزیکی را اندازه‌گیری می‌کنند.

در هواشناسی فضایی، به جای باد و گردباد و امثال آن‌ها، با جریان های سریع پلاسما سر و کار داریم. در واقع دانشمندان تصور می‌کنند که جریان‌های سریع پلاسما، از همین اتصال مجدد خطوط میدان مغناطیسی انرژی می‌گیرند. پدیده‌های هواشناسی فضایی، با قطع و وصل شدن این میدان‌های مغناطیسی، که آزادسازی ناگهانی حجم زیادی از انرژی را به همراه دارد، ساخته می‌شوند.

توضیحاتی در مورد قسمت‌های مختلف تصویر بالا:

رمزگشایی از هواشناسی فضایی
هنگامی که جریان پلاسمای آمده از خورشید، با انرژی آزاد شده برخورد می‌کند، سنسورهای دستگاه مقدار میدان مغناطیسی زمین را می‌خوانند.
میدان نیرو
یک سنسور توسعه‌یافته امواج نیروهای مغناطیسی و الکتریکی را تشخیص می‌دهد. دانشمندان می‌خواهند بداند که آیا همین امواج باعث اتصال مجدد خطوط میدان مغناطیسی زمین می‌شوند، یا این که خودشان نیز تنها یکی از نتیجه‌های همین اتصال مجدد هستند.
پلاسمای داغ
ابزارهای رصد پلاسما، در هنگام اتصال مجدد خطوط میدان مغناطیسی، هنگامی که پلاسمای سردتر، توسط میدان مغناطیسی گرم می‌شود و مانند یک جریان عظیم از باد، تحت فشار قرار می‌گیرند. مقدار آن را اندازه‌گیری می‌کنند.
ذرات پرانرژی
اتصال مجدد خطوط میدان مغناطیسی می‌تواند مجموعه ای از ذرات باردار پلاسما را به طرزی باور نکردنی، سرعت ببخشد. MMS می‌تواند الکترون‌هایی را که با سرعتی در حدود هشتاد درصد سرعت نور در حال حرکت هستند، آشکارسازی نماید.

این نوع اختلال می‌تواند کامپیوترهای فضاپیماها را با مشکل روبه‌رو سازد، و البته شفق‌قطبی شمالی را پرنورتر بسازد. اما پیش‌بینی کردن این اختلال‌ها هنوز بسیار مشکل است. اتصال مجدد خطوط مغناطیسی زمین، تنها یک قطعه از پازل بزرگی هستند که برای پیش‌بینی این اختلال‌ها بایستی تکمیل گردد.

 منبع :

Look Inside the Tools NASA Uses to Study Space Weather

منابع مفید برای مطالعه بیشتر :

پلاسما چیست؟

فیزیک پلاسما

کمربند تشعشعی زمین

طوفان مغناطیسی

شفق قطبی

باد خورشیدی

Space Weather

Aurora Over Raufarhöfn

MMS Spacecraft