Project

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Solar Orbiter STIX

Applicant Krucker Samuel
Number 189180
Funding scheme Project funding (Div. I-III)
Research institution Fachhochschule Nordwestschweiz Hochschule für Technik
Institution of higher education University of Applied Sciences and Arts Northwestern Switzerland (without UTE) - FHNW
Main discipline Astronomy, Astrophysics and Space Sciences
Start/End 01.04.2020 - 31.03.2024
Approved amount 1'049'436.00
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Keywords (4)

hard X-rays; solar flares; particle acceleration; coronal heating

Lay Summary (German)

Lead
STIX ist ein Weltraumteleskop, das an der Fachhochschule Nordwestschweiz FHNW entwickelt und gebaut wurde. Es ist eines von 10 Instrumenten, die sich seit dem 9. Februar 2020 an Bord der Raumsonde Solar Orbiter der Europäischen Weltraumagentur ESA auf dem Weg zur Sonne befinden.
Lay summary

Unser Projekt untersucht wie Sonneneruptionen entstehen und wie sie ablaufen. Unser Teleskop STIX nimmt Röntgenbilder und Spektren der Sonne auf. Röntgenstrahlung ist Licht mit sehr grosser Energie, und sie wird deshalb nur dort produziert wo die Sonnenatmosphäre am heissesten ist. Also im Zentrum von Sonneneruptionen. Das von STIX gemessen Spektrum brauchen wir als Thermometer um zu bestimmen wie heiss es im Innern der Sonneneruption wird. Im Spektrum sehen wir aber auch noch weitere Informationen. Wir können auch untersucht wie sich geladene Teilchen auf sehr hohe Geschwindigkeiten beschleunigen und dann von der Sonne wegfliegen. In Zusammenarbeit mit den anderen Instrumenten auf Solar Orbiter, aber auch mit Beobachtungen gemacht von anderen Satelliten und Teleskope auf der Erde, haben wir somit ein noch nie dagewesen Fülle von Informationen über Sonneneruptionen. Die Auswertungen und Interpretation dieser Beobachtungen werden durch unser NSF Beitrag ermöglicht. Das übergeordnete Ziel unseres Projekts ist die Vorhersage von Sonneneruptionen. Solche Vorhersagen sind wichtige Frühwarnsysteme für die bemannte Raumfahrt und Satelliten im allgemeinen, aber auch für all elektrischen und elektronischen Anlagen auf der Erde. 

Direct link to Lay Summary Last update: 17.03.2020

Responsible applicant and co-applicants

Employees

Associated projects

Number Title Start Funding scheme
163377 Development of the imager for the Micro Solar-Flare Apparatus (MiSolFA) 01.10.2015 Project funding (Div. I-III)
169046 High-Energy Heliophysics with NuSTAR: Extension 01.01.2017 Project funding (Div. I-III)
167158 Machine Learning based Analytics for Big Data in Astronomy 01.07.2017 NRP 75 Big Data

Abstract

Solar Orbiter, to be launched in February 2020, is ESA’s flagship mission in heliophysics and will revolutionize the field over the next decade. The Solar Orbiter payload consists of 10 different instruments making combined observations investigating how the Sun creates the heliosphere. Switzerland has the lead of the X-ray instrument, STIX - Spectrometer/Telescope for Imaging X-rays, on-board Solar Orbiter. STIX has been designed, built, and will be operated by FHNW under the leadership of the proposer of this application. We propose a 4-year funding period to fully exploit the science return of STIX, with an early science phase during the first two years when solar activity is near solar minimum, followed by a 2-year period during the initial phase of the nominal mission that will take place during the rise of the next solar cycle. To successfully tackle the main STIX science objectives, it is essential to fully understand and maximize the STIX instrument performance and the derived science products using in-orbit data. We therefore propose a work package (WP 3) on ‘STIX data optimization’ that uses flight data to ‘self-calibrate’ the imaging system, to test existing STIX imaging algorithms, and to fully characterize the STIX detectors and the non-solar background. In addition to this, we propose 5 other well-coordinated work packages on the core STIX science objectives:•Studies of microflares and their importance to coronal heating (WP 1 & 2).•Combined measurements of flare-accelerated electrons at the Sun seen by STIX and in-situ observed escaping electrons by Solar Orbiter (WP 4) and Parker Solar Probe (WP 5).•Stereoscopic observations of hard X-ray flares to study beaming in the accelerated electron distribution through directivity measurements (WP 6).To take advantage of synergies built up during the STIX development phase, the proposed work will be a collaboration with our Austrian STIX partners from UniGraz with Switzerland being the lead funding agency. While both institutions are world-leading experts in hard X-ray observations, the Austrian contribution nicely complements the Swiss expertise with an emphasis on optical and UV observations, with the Swiss providing extensive experience in radio and in-situ observations.The results of the proposed work are of key importance to the Solar Orbiter mission, and are envisioned to trigger further collaborations between the proposing teams in the Solar Orbiter community. Switzerland has invested greatly in STIX over the past 9 years, and this proposal will ensure that the science return of STIX stays in Switzerland.
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