آژانس فضایی آمریکا٬ ناسا٬ قصد دارد طوفان‌های خورشیدی و واکنش سیاره زمین به آنها را برای حفاظت هر چه بیشتر از فضانوردان، پیشرفت فناوری فضایی و بهبود زندگی بر روی زمین در دو ماموریت جدید مطالعه کند. طوفان‌ها یا بادهای خورشیدی (Solar winds) برای مردم ساکن بر روی زمین تهدیدی نیستند، اما می‌توانند برای فضاپیماها و فضانوردان خطر ایجاد کنند.
ناسا دو مأموریت جدید را انتخاب کرده است که هدف آنها درک نحوه تأثیر خورشید بر هوای خشن فضا است.
اولین مأموریت پانچ (PUNCH) نام دارد که مخفف قطبش سنجی برای یکی کردن تاج خورشیدی (Corona) و هلیوسفر (Heliosphere) است و از چهار ماهواره کوچک به اندازه کیف دستی تشکیل خواهد شد که طوفان‌های خورشیدی را از لحظه ترک خورشید دنبال می‌کنند.
دومین مأموریت تریسرز (TRACERS) نام دارد که مخفف ماهواره‌های اتصال مجدد جفت و شناسایی الکترودینامیک نوک‌تیز است و از دو فضاپیما برای مطالعه چگونگی تعامل میدان‌های مغناطیسی اطراف زمین با خورشید استفاده خواهد کرد.
طوفان‌های خورشیدی سال‌هاست که موجب شگفتی و پارانویا در میان انسان‌ها شده است و سابقه تأثیر آن به رویداد کارینگتون (Carrington) در سال ۱۸۵۹ بازمی‌گردد که به سیستم‌های تلگراف در سراسر جهان آسیب رساند. برخی از دانشمندان بر این باورند که تکرار چنین رویدادی امروز به طور نامحدود شبکه برق را از دسترس خارج خواهد کرد. طوفان‌های خورشیدی در مقیاس کوچک‌تر می‌توانند ماهواره‌ها و فناوری‌های مبتنی بر زمین را مختل کنند.
ناسا و آژانس فضایی اروپا (European Space Agency) اوایل ماه جاری برای ایجاد یک سیستم پیش‌بینی حمله طوفان‌های خورشیدی به توافق رسیدند.
برنامه هلیوفیزیک (héliophysique) ناسا سال‌ها صرف مطالعه بسیاری از پدیده‌های رمزآلود که در خورشید رخ می‌دهند مانند شراره‌های متوسط خورشیدی، خورشید گرفتگی‌ها و حتی بارندگی‌های غیر منتظره خورشیدی شده است. اما بودجه نسبتاً کم ناسا محدودیت ایجاد کرده است.
دانشمندان امیدوارند با دو ماموریت پانچ و تریسرز بیشتر از این‌ها خورشید را بشناسند. هر دوی این ماموریت‌ها همزمان باهم و سوار بر یک حامل فضایی پرتاب می‌شوند.
توماس زوربوچن (Thomas Zurbuchen)، معاون ماموریت‌های علمی در ستاد ناسا گفت: «ما این دو ماموریت را به دقت انتخاب کردیم، نه فقط به علت سطح بالایی از دانش که می‌توانند به ارمغان بیاورند، بلکه به این خاطر که آنها با همکاری یکدیگر و دیگر فضاپیماهای هلیوفیزیک به پیشرفت در محافظت از فضانوردان ناسا، فناوری فضایی و زندگی روی زمین کمک می‌کنند.»
تاریخ برنامه‌ریزی شده برای پرتاب پانچ و تریسرز نهایتا تا اوت ۲۰۲۲ تعیین شده است.
طوفان‌های خورشیدی جریانی از ذرات یونی (پلاسما) انرژی داری هستند که از طرف خورشید به فضا در تمام جهات ساطع می‌شوند. همین طوفان‌های خورشیدی هستند که در برخورد با سطوح فوقانی جو زمین باعث ایجاد شفق قطبی و حتی گاهی تداخل جریان‌های برق و سیستم‌های ارتباطاتی می‌شوند و جریان متداول آنها یک گیگا آمپر است.
ذرات بنیادی که به زمین برخورد می‌کنند، هم از خورشید و هم از بیرون از منظومه شمسی سرچشمه می‌گیرند. ذرات باردار عمدتا متشکل از پروتون، الکترون و ذرات آلفا (هسته هلیوم) هستند و به صورت پیوسته به بیرون از خورشید جریان دارند. در فاصله زمین از خورشید، سرعت این بادهای خورشیدی بین ۳۰۰ تا ۵۰۰ کیلومتر بر ثانیه است. ذرات با میدان مغناطیسی خورشید برهمکنش می‌کنند. شدت میدان مغناطیسی خورشید در فاصله زمین، حدود یک هزارم میدان زمین است. ذراتی که از بیرون منظومه شمسی می‌آیند، پرتوهای کیهانی نام دارند.
شراره خورشیدی از انفجار بزرگ در اتمسفر خورشید به وجود می‌آید و باعث آزاد شدن انرژی در حد ۶ ضربدر ۱۰ به توان ۲۵ ژول می‌شود که در حدود یک ششم انرژی خروجی از سطح خورشید در هر دقیقه است. این پدیده در سایر ستارگان هم دیده می‌شود که به آنها نیز “شراره ستاره‌ای” گفته می‌شود.
شراره خورشیدی کلیه لایه‌های سطح خورشید شامل شیدسپهر (Photosphere)، تاج خورشیدی (Corona) و فام‌سپهر (chromosphere) را تحت تأثیر قرار می‌دهد و باعث گرم شدن پلاسما تا چندین میلیون درجه کلوین می‌شود. همچنین باعث سرعت یافتن الکترون‌ها و پروتون‌ها و یون‌های سنگین تا نزدیکی سرعت نور می‌شود. همچنین اشعه‌ای را تولید و لایه‌های الکترومغناطیس را ایجاد می‌کند که شامل کلیه امواج الکترومغناطیس است. از امواج رادیویی تا اشعه گاما، شراره‌ها از آزادسازی انرژی مغناطیسی ذخیره شده در تاج خورشیدی تغذیه می‌کنند.
اشعه ایکس و اشعه ماورای بنفش می‌توانند روی یون‌کره تأثیر بگذارند و تولید امواج ارتباطی با طول موج بالا بنمایند که این امواج می‌توانند باعث اختلال در رادارها و تجهیزاتی که با فرکانس کار می‌کنند، شوند. شراره خورشیدی برای اولین بار در خورشید توسط ریچارد کریستوفر کارینگتون (Richard Christopher Carrington) و همچنین توسط ریچارد هاجسون (Richard Hodgson) در سال ۱۸۵۹ مشاهده شد. همچنین شراره ستارگان در بسیاری از ستاره‌ها دیده شده است.
فرکانس‌های به وجود آمده از شراره‌های خورشیدی مختلف است و از یک روز زمانی که خورشید در حالت فعال قرار دارد تا یک بار در هفته زمانی که سطح خورشید آرام است، تغییر می‌کند. خورشیدگرفتگی یا کسوف نیز هنگامی رخ می‌دهد که سایه ماه بر بخشی از زمین بیفتد و در نتیجه در قسمت‌هایی از کره زمین، قرص ماه قسمتی از قرص خورشید یا تمامی آن را از دید ناظر زمینی بپوشاند. این پدیده هنگامی رخ می‌دهد که زمین و ماه و خورشید به ترتیب در یک خط راست یا تقریباً در یک خط راست قرار بگیرند و این شرایط تنها در زمان مقارنه یا محاق ماه ممکن است برقرار شود. گرفتگی کلی خورشید، یکی از منظره‌های بسیار زیبای طبیعت است.