De onderzoeksdoelen

Er is lang gewacht op een nieuw en beter instrument dat speciaal is toegerust om de magnetosfeer rond de aarde te bestuderen. De metingen die hieraan gedaan zijn in de afgelopen 35 jaar, vormden in feite relatief onnauwkeurigegemiddelden over maanden tot jaren, of waren juist toevallige momentopnamen gemaakt door passerende satellieten. Echter, belangrijke verstoringen in de magnetosfeer die worden veroorzaakt door variaties in de zonnewind (geladen deeltjes uitgestoten door de zon) komen en verdwijnen meestal binnen een paar uur. Het is daarom nog onzeker hoe de plasmastromen precies in de magnetosfeer bewegen en hoe de elektrische en magnetische krachten daarop inwerken. Deze ontbrekende informatie mag sterk theoretisch lijken, de antwoorden geven direct inzicht in de manier waarop sterke elektrische stromen door de ionosfeer en het aardoppervlak lopen. Deze elektrische stromen zijn het gevolg van de zonnewind. Eenmaal aangekomen bij de aarde veroorzaken ze zogenaamde geomagnetische stormen. De elektrische stromen kunnen communicatielijnen en energiecentrales storen of zelfs beschadigen. Bovendien versnellen de elektrische velden op hun beurt weer geladen deeltjes die schadelijk kunnen zijn voor satellieten en in de ruimte(stations) werkende astronauten.

De instrumenten

De magnetosfeer strekt zich uit over een groot gebied rondom de aarde en bestaat uit veel verschillende deeltjes en velden die slecht zichtbaar zijn in het traditionele optische gebied. Daarom bezit IMAGE een camera die gevoelig is voor de ultraviolet (UV) straling in het poollicht, veroorzaakt door snelle elektronen en protonen die botsen met luchtmoleculen. Een andere camera meet de energierijkere extreem ultraviolet (EUV) straling afkomstig van Helium ionen, die in feite het UV van de zon verder verstrooien. Een radar (Radio Plasma Imager) zal de dichtheidsverschillen in het plasma meten door de reflectie van uitgezonden radiogolven te analyseren.

Energierijke ionen worden door hun lading gedwongen langs de veldlijnen van het magneetveld in de magnetosfeer te bewegen. Deze ‘gevangen’ ionen zijn hierdoor moeilijk te detecteren. Wanneer deze ionen echter door botsingen een elektron invangen van bijvoorbeeld waterstof, dan worden ze elektrisch neutraal en bewegen ze ongebonden verder (met vrijwel dezelfde snelheid en richting als het oorspronkelijke ion). Drie cameras aan boord van IMAGE zijn daarom gespecialiseerd in het meten van zulke neutrale atomen, die indirect de locaties en omstandigheden van de populaties van ionen weergeven (HENA, MENA en LENA; High, Medium en Low Energy Neutral Atom Imagers).

Het verloop van de missie

De satelliet is eind maart in een elliptische baan geplaatst; zeven aardstralen op het verste punt en 1000 km op het meest nabije punt t.o.v. het aardoppervlak. Aanvankelijk zou de lancering hebben plaatsgevonden rond de derde week van februari, maar extra veiligheidstesten hebben de lancering vertraagd. De baan is zodanig gekozen dat de polen van de aarde goed waargenomen kunnen worden. Een efficiënte bestraling door de zon van de zonnepanelen is natuurlijk ook een belangrijke eis. De instrumenten zijn in principe gebouwd voor een levensduur van twee jaren en moeten gedurende die tijd zo goed mogelijk van energie worden voorzien.

Na een testfase in april worden begin mei de eerste wetenschappelijke resultaten verwacht. Eind mei zullen alle instrumenten volledig operationeel zijn en data opleveren. De gemaakte opnamen worden binnen 24 uur na ontvangst door het Science and Mission Operations Center (NASA Goddard Space Flight Center) publiekelijk toegankelijk gemaakt op het internet.