Clima espacial

En 1724, George Graham informó que la aguja de una brújula magnética se desviaba regularmente del norte magnético a lo largo del día. Este efecto fue atribuido posteriormente a las corrientes eléctricas que circulaban por la ionosfera y la magnetosfera por Balfour Stewart en 1882, y confirmado por Arthur Schuster en 1889 mediante el análisis de datos de observatorios magnéticos.

En 1852, el astrónomo y general de división británico Edward Sabine demostró que la probabilidad de que se produjeran tormentas geomagnéticas en la Tierra estaba correlacionada con el número de manchas solares , lo que puso de manifiesto una novedosa interacción solar-terrestre. La tormenta solar de 1859 provocó brillantes auroras boreales e interrumpió las operaciones telegráficas mundiales . Richard Carrington relacionó correctamente la tormenta con una llamarada solar que había observado el día anterior cerca de un gran grupo de manchas solares, demostrando así que determinados eventos solares podían afectar a la Tierra.

Kristian Birkeland explicó la física de las auroras creando auroras artificiales en su laboratorio y predijo el viento solar.

La llegada de la radio reveló que la actividad solar podía provocar interferencias o ruido extremo. La interferencia de radar durante un gran evento solar en 1942 condujo al descubrimiento de las ráfagas de radio solares, ondas de radio en un amplio rango de frecuencias creadas por una erupción solar.

En el siglo XX, el interés por la meteorología espacial se expandió a medida que los sistemas militares y comerciales comenzaron a depender de sistemas que podían verse afectados por ella. Los satélites de comunicaciones son una parte vital del comercio mundial. Los sistemas de satélites meteorológicos proporcionan información sobre el clima terrestre. Las señales de los satélites de un sistema de posicionamiento global (GPS) se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones. Los fenómenos meteorológicos espaciales pueden interferir o dañar estos satélites o interferir con las señales de radio con las que operan. Los fenómenos meteorológicos espaciales pueden causar sobretensiones dañinas en las líneas de transmisión de larga distancia y exponer a los pasajeros y la tripulación de los viajes aéreos a la radiación , ^{[ 3 ] [ 4 ]} especialmente en las rutas polares.

El Año Geofísico Internacional aumentó la investigación sobre el clima espacial. Los datos terrestres obtenidos durante el AGI demostraron que las auroras ocurrían en un óvalo auroral , una región permanente de luminiscencia de 15 a 25° de latitud desde los polos magnéticos y de 5 a 20° de ancho. ^{[ 5 ]} En 1958, el satélite Explorer I descubrió los cinturones de Van Allen , ^{[ 6 ]} regiones de partículas de radiación atrapadas por el campo magnético de la Tierra. En enero de 1959, el satélite soviético Luna 1 observó directamente por primera vez el viento solar y midió su intensidad. Un Año Heliofísico Internacional (AHI) más pequeño tuvo lugar en 2007-2008.

En 1969, INJUN-5 (o Explorer 40 ^{[ 7 ]} ) realizó la primera observación directa del campo eléctrico impreso en la ionosfera de alta latitud de la Tierra por el viento solar. ^{[ 8 ]} A principios de la década de 1970, los datos de Triad demostraron que fluían corrientes eléctricas permanentes entre el óvalo auroral y la magnetosfera. ^{[ 9 ]}

El término «clima espacial» comenzó a utilizarse a finales de la década de 1950, con el inicio de la era espacial y el comienzo de la medición del entorno espacial por parte de los satélites . ^{[ 2 ]} El término recuperó popularidad en la década de 1990, junto con la convicción de que el impacto del espacio en los sistemas humanos exigía un marco de investigación y aplicación más coordinado. ^{[ 10 ]}

El propósito del Programa Nacional de Meteorología Espacial de EE. UU. es centrar la investigación en las necesidades de las comunidades comerciales y militares afectadas, conectar a las comunidades de investigación y de usuarios, crear coordinación entre los centros de datos operativos y definir mejor las necesidades de la comunidad de usuarios. La NOAA opera el Centro de Predicción de Meteorología Espacial del Servicio Meteorológico Nacional . ^{[ 11 ]}

El concepto se convirtió en un plan de acción en 2000, ^{[ 12 ]} un plan de implementación en 2002, una evaluación en 2006 ^{[ 13 ]} y un plan estratégico revisado en 2010. ^{[ 14 ]} Se programó la publicación de un plan de acción revisado en 2011, seguido de un plan de implementación revisado en 2012.

La Organización de Aviación Civil Internacional (OACI) implementó un programa de asesoramiento sobre el clima espacial a finales de 2019. En el marco de este programa, la OACI designó a cuatro proveedores de servicios mundiales de información meteorológica espacial: ^{[ 15 ]}

• Estados Unidos, lo cual se realiza a través del Centro de Predicción del Clima Espacial de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) .
• El consorcio Australia, Canadá, Francia y Japón (ACFJ), integrado por agencias de meteorología espacial de Australia, Canadá, Francia y Japón.
• El Consorcio Paneuropeo de Servicios de Usuarios de Meteorología Espacial para la Aviación (PECASUS), integrado por agencias de meteorología espacial de Finlandia (líder), Bélgica, Reino Unido, Polonia, Alemania, Países Bajos, Italia, Austria y Chipre.
• El Consorcio China-Federación Rusa (CRC, por sus siglas en inglés) está integrado por agencias de meteorología espacial de China y la Federación Rusa.

El clima espacial figura como un peligro natural en las evaluaciones de riesgos de países como:

• Irlanda ^{[ 16 ]}
• Reino Unido ^{[ 17 ]}
• Nueva Zelanda ^{[ 18 ]}

Algunos fallos en las naves espaciales pueden atribuirse directamente a la meteorología espacial; se cree que muchos más tienen un componente relacionado con ella. Por ejemplo, 46 ​​de los 70 fallos reportados en 2003 ocurrieron durante la tormenta geomagnética de octubre de ese año. Los dos efectos adversos más comunes de la meteorología espacial en las naves espaciales son los daños por radiación y la sobrecarga electromagnética .

La radiación (partículas de alta energía) atraviesa la superficie de la nave espacial y llega a los componentes electrónicos. En la mayoría de los casos, la radiación provoca una señal errónea o modifica un bit en la memoria de los componentes electrónicos de la nave ( fallos puntuales ). En algunos casos, la radiación destruye una sección de los componentes electrónicos ( bloqueo puntual ).

La carga electrostática de una nave espacial se produce por la acumulación de una carga electrostática en un material no conductor de su superficie debido a partículas de baja energía. Si se acumula suficiente carga, se produce una descarga (chispa). Esto puede provocar que el ordenador de la nave detecte una señal errónea y actúe en consecuencia. Un estudio reciente indicó que la carga electrostática es el principal efecto del clima espacial sobre las naves en órbita geosíncrona . ^{[ 20 ]}

Las órbitas de las naves espaciales en órbita terrestre baja (LEO) disminuyen a altitudes cada vez más bajas debido a la resistencia de la fricción entre la superficie de la nave ( es decir , el arrastre) y la capa exterior de la atmósfera terrestre (o la termosfera y la exosfera). Finalmente, una nave espacial LEO cae de órbita y hacia la superficie terrestre. Muchas naves espaciales lanzadas en las últimas décadas tienen la capacidad de encender un pequeño cohete para gestionar sus órbitas. El cohete puede aumentar la altitud para extender la vida útil, dirigir la reentrada hacia un sitio (marino) particular o enrutar el satélite para evitar colisiones con otras naves espaciales. Tales maniobras requieren información precisa sobre la órbita. Una tormenta geomagnética puede causar un cambio de órbita en pocos días que de otro modo ocurriría en un año o más, así como acelerar las reentradas de satélites desde LEO ^{[ 21 ] [ 22 ]} . La tormenta geomagnética agrega calor a la termosfera, lo que hace que la termosfera se expanda y ascienda, aumentando aún más el arrastre sobre la nave espacial ^{[ 23 ]} . La colisión de satélites de 2009 entre el Iridium 33 y el Cosmos 2251 demostró la importancia de tener un conocimiento preciso de todos los objetos en órbita. El Iridium 33 tenía la capacidad de maniobrar para evitar la trayectoria del Cosmos 2251 y podría haber evitado el choque si se hubiera contado con una predicción de colisión fiable.

La exposición del cuerpo humano a la radiación ionizante tiene los mismos efectos nocivos, independientemente de que la fuente de radiación sea una máquina de rayos X médica , una central nuclear o la radiación en el espacio. El grado del efecto nocivo depende de la duración de la exposición y de la densidad energética de la radiación. Los cinturones de radiación, siempre presentes, se extienden hasta la altitud de las naves espaciales tripuladas, como la Estación Espacial Internacional (EEI) y el Transbordador Espacial , pero la cantidad de exposición se encuentra dentro del límite de exposición aceptable para toda la vida en condiciones normales. Durante un evento meteorológico espacial importante que incluya una explosión de partículas energéticas solares (SEP), el flujo puede aumentar en órdenes de magnitud. Las áreas dentro de la EEI proporcionan blindaje que puede mantener la dosis total dentro de límites seguros. ^{[ 24 ]} Para el Transbordador Espacial , un evento de este tipo habría requerido la terminación inmediata de la misión.

Las ondas de radio en la banda de HF  (de 3 a 30 MHz) (también conocida como banda de onda corta ) se reflejan en la ionosfera. Dado que el suelo también refleja las ondas de HF, una señal puede transmitirse a lo largo de la curvatura de la Tierra más allá de la línea de visión. Durante el siglo XX, las comunicaciones de HF eran el único método para que un barco o aeronave se comunicara lejos de tierra o de una estación base. La llegada de sistemas como Iridium trajo otros métodos de comunicación, pero la HF sigue siendo fundamental para los buques que no cuentan con el equipo más moderno y como sistema de respaldo crítico para otros. Los fenómenos meteorológicos espaciales pueden crear irregularidades en la ionosfera que dispersan las señales de HF en lugar de reflejarlas, impidiendo las comunicaciones de HF. En latitudes aurorales y polares, los pequeños fenómenos meteorológicos espaciales que ocurren con frecuencia interrumpen las comunicaciones de HF. En latitudes medias, las comunicaciones de HF se ven interrumpidas por las ráfagas de radio solares, por los rayos X de las erupciones solares (que intensifican y perturban la capa D de la ionosfera) y por los aumentos e irregularidades del TEC durante las grandes tormentas geomagnéticas.

Las rutas aéreas transpolares son particularmente sensibles a la meteorología espacial, en parte porque las Regulaciones Federales de Aviación exigen una comunicación confiable durante todo el vuelo. ^{[ 25 ]} Se estima que desviar un vuelo de este tipo costaría alrededor de $100 000. ^{[ 26 ]}

La magnetosfera guía los rayos cósmicos y las partículas energéticas solares hacia las latitudes polares, mientras que las partículas cargadas de alta energía entran en la mesosfera, la estratosfera y la troposfera. Estas partículas energéticas en la parte superior de la atmósfera destrozan los átomos y moléculas atmosféricas, creando partículas dañinas de menor energía que penetran profundamente en la atmósfera y generan radiación medible. Todas las aeronaves que vuelan por encima de los 8  km (26 200 pies) de altitud están expuestas a estas partículas. La dosis de exposición es mayor en las regiones polares que en las regiones de latitudes medias y ecuatoriales. Muchos aviones comerciales sobrevuelan la región polar. Cuando un evento de clima espacial provoca que la exposición a la radiación supere el nivel seguro establecido por las autoridades de aviación, ^{[ 27 ]} la trayectoria de vuelo de la aeronave se desvía.

Históricamente , las mediciones del entorno de radiación a altitudes superiores a 8  km (26 000  pies) de aeronaves comerciales se han realizado mediante instrumentos que registran los datos a bordo, los cuales se procesan posteriormente en tierra. Sin embargo, el programa de Mediciones Automatizadas de Radiación para la Seguridad Aeroespacial (ARMAS) de la NASA ha desarrollado un sistema de mediciones de radiación en tiempo real a bordo de aeronaves. ^{[ 28 ]} Desde 2013, ARMAS ha realizado cientos de vuelos, principalmente en aeronaves de investigación, y ha enviado los datos a tierra mediante enlaces satelitales Iridium. El objetivo final de este tipo de mediciones es integrarlas en modelos globales de radiación basados ​​en la física, como el Sistema de Pronóstico a Distancia de la Radiación Ionizante Atmosférica ( NAIRAS ) de la NASA, para así proporcionar información meteorológica del entorno de radiación en lugar de la climatología.

La actividad de las tormentas magnéticas puede inducir campos geoeléctricos en la litosfera conductora de la Tierra . ^{[ 29 ]} Las correspondientes diferencias de voltaje pueden llegar a las redes eléctricas a través de conexiones terrestres , generando corrientes eléctricas incontroladas que interfieren con el funcionamiento de la red, dañan los transformadores, activan los relés de protección y, en ocasiones, provocan apagones. ^{[ 30 ]} Esta compleja cadena de causas y efectos quedó demostrada durante la tormenta magnética de marzo de 1989 , ^{[ 31 ]} que causó el colapso total de la red eléctrica de Hydro-Québec en Canadá, dejando temporalmente a nueve millones de personas sin electricidad. La posible ocurrencia de una tormenta aún más intensa ^{[ 32 ]} dio lugar a normas operativas destinadas a mitigar los riesgos de inducción, mientras que las compañías de reaseguros encargaron evaluaciones de riesgo revisadas . ^{[ 33 ]}

Los estudios magnéticos aéreos y marítimos pueden verse afectados por variaciones rápidas del campo magnético durante las tormentas geomagnéticas. Estas tormentas dificultan la interpretación de los datos, ya que las variaciones del campo magnético relacionadas con el clima espacial tienen una magnitud similar a las del campo magnético de la corteza subsuperficial en la zona de estudio. Las alertas precisas sobre tormentas geomagnéticas, que incluyan una evaluación de su magnitud y duración, permiten un uso eficiente del equipo de prospección.

Por razones económicas y de otra índole, la producción de petróleo y gas suele implicar la perforación horizontal de pozos situados a muchos kilómetros de un único cabezal. Los requisitos de precisión son estrictos, debido al tamaño del objetivo (los yacimientos pueden tener solo unas pocas decenas o cientos de metros de diámetro) y a la seguridad, debido a la proximidad de otros pozos. El método giroscópico más preciso es costoso, ya que puede detener la perforación durante horas. Una alternativa es utilizar un estudio magnético, que permite realizar mediciones durante la perforación (MWD) . Los datos magnéticos casi en tiempo real pueden utilizarse para corregir la dirección de perforación. ^{[ 34 ] [ 35 ]} Los datos magnéticos y las previsiones meteorológicas espaciales pueden ayudar a esclarecer fuentes desconocidas de errores de perforación.

La cantidad de energía que ingresa a la troposfera y la estratosfera proveniente de fenómenos meteorológicos espaciales es insignificante en comparación con la insolación solar en las porciones visible e infrarroja del espectro electromagnético solar. Si bien se ha afirmado cierta relación entre el ciclo de manchas solares de 11 años y el clima de la Tierra , ^{[ 36 ]} esto nunca se ha verificado. Por ejemplo, el mínimo de Maunder , un período de 70 años prácticamente desprovisto de manchas solares, se ha sugerido a menudo que está correlacionado con un clima más frío, pero estas correlaciones han desaparecido después de estudios más profundos. La relación sugerida entre los cambios en el flujo de rayos cósmicos que causan cambios en la cantidad de formación de nubes ^{[ 37 ]} no superó las pruebas científicas. Otra sugerencia, que las variaciones en el flujo ultravioleta extremo (EUV) influyen sutilmente en los impulsores existentes del clima y desequilibran la balanza entre los eventos de El Niño / La Niña ^{[ 38 ]} , se desmoronó cuando nuevas investigaciones demostraron que esto no era posible. Por lo tanto, no se ha demostrado una relación entre el clima espacial y el clima.

Además, se ha sugerido una relación entre las partículas cargadas de alta energía (como las SEP y los rayos cósmicos ) y la formación de nubes . Esto se debe a que las partículas cargadas interactúan con la atmósfera para producir volátiles que luego se condensan, creando núcleos de nubes . ^{[ 39 ]} Este es un tema de investigación en curso en el CERN , donde se realizan experimentos para probar el efecto de las partículas cargadas de alta energía en la atmósfera. ^{[ 40 ]} De confirmarse, esto podría sugerir una relación entre el clima espacial (en forma de eventos de partículas solares ) y la formación de nubes. ^{[ 41 ]}

Más recientemente, se ha reportado una conexión estadística entre la ocurrencia de fuertes inundaciones y la llegada de corrientes de viento solar de alta velocidad (HSS). Se sugiere que la mayor deposición de energía auroral durante las HSS es un mecanismo para la generación de ondas de gravedad atmosféricas (AGW) que se propagan hacia abajo . Cuando las AGW alcanzan la atmósfera inferior , pueden excitar la inestabilidad condicional en la troposfera , lo que provoca precipitaciones excesivas. ^{[ 42 ]}

El clima espacial se monitorea a nivel del suelo observando los cambios en el campo magnético de la Tierra durante períodos de segundos a días, observando la superficie del Sol y observando el ruido de radio generado en la atmósfera solar.

El número de manchas solares (NMS) es la cantidad de manchas solares en la fotosfera del Sol, visibles en luz visible desde la Tierra. La cantidad y el área total de las manchas solares están relacionadas con el brillo del Sol en las porciones ultravioleta extrema (EUV) y de rayos X del espectro solar , así como con la actividad solar, como las erupciones solares y las eyecciones de masa coronal .

El  flujo de radio de 10,7 cm (F10,7) es una medida de las emisiones de radiofrecuencia (RF) del Sol y está aproximadamente correlacionado con el flujo ultravioleta extremo (EUV) solar. Dado que esta emisión de RF se obtiene fácilmente desde la Tierra y el flujo EUV no, este valor se ha medido y difundido continuamente desde 1947. Las mediciones estándar mundiales las realiza el Observatorio Astrofísico de Radio Dominion en Penticton, Columbia Británica, Canadá, y se informan una vez al día al mediodía local ^{[ 43 ]} en unidades de flujo solar (10⁻²² ^W ·m⁻² ^· Hz⁻¹ ^{) . El F10,7 se archiva en el Centro Nacional de Datos Geofísicos [ 44 ]} .

Los magnetómetros terrestres y los observatorios magnéticos proporcionan datos fundamentales para la monitorización del clima espacial. Las tormentas magnéticas se descubrieron inicialmente mediante la medición terrestre de perturbaciones magnéticas ocasionales. Los datos de los magnetómetros terrestres ofrecen información en tiempo real para el análisis posterior a los eventos. Los observatorios magnéticos han estado en funcionamiento continuo durante décadas e incluso siglos, proporcionando datos para estudios sobre los cambios a largo plazo en la climatología espacial. ^{[ 45 ] [ 46 ]}

El índice de perturbación temporal (índice Dst) es una estimación del cambio del campo magnético en el ecuador magnético terrestre debido a un anillo de corriente eléctrica en la órbita geosíncrona y justo hacia la Tierra . ^{[ 47 ]} El índice se basa en datos de cuatro observatorios magnéticos terrestres ubicados entre los 21° y 33° de latitud magnética durante un período de una hora. Las estaciones más cercanas al ecuador magnético no se utilizan debido a los efectos ionosféricos. El índice Dst es compilado y archivado por el Centro Mundial de Datos Geomagnéticos de Kioto. ^{[ 48 ]}

Índice Kp/ap : 'a' es un índice creado a partir de la perturbación geomagnética en un observatorio geomagnético de latitud media (entre 40° y 50° de latitud) durante un período de 3 horas. 'K' es la contraparte cuasi-garítmica del índice 'a'. Kp y ap son el promedio de K y ap sobre 13 observatorios geomagnéticos para representar las perturbaciones geomagnéticas a escala planetaria. El índice Kp/ap ^{[ 49 ]} indica tanto tormentas geomagnéticas como subtormentas (perturbaciones aurorales). Los datos de Kp/ap están disponibles desde 1932 en adelante.

El índice AE se compila a partir de perturbaciones geomagnéticas en 12 observatorios geomagnéticos ubicados en las zonas aurorales y sus alrededores, y se registra a intervalos de 1 minuto. ^{[ 48 ]} El índice AE público está disponible con un retraso de dos a tres días, lo que limita su utilidad para aplicaciones de meteorología espacial. El índice AE indica la intensidad de las subtormentas geomagnéticas, excepto durante una tormenta geomagnética mayor, cuando las zonas aurorales se expanden hacia el ecuador desde los observatorios.

La Red de Telescopios Radioeléctricos informa a la Fuerza Aérea de los Estados Unidos y a la NOAA sobre las ráfagas de ruido radioeléctrico. Estas ráfagas están asociadas con el plasma de las erupciones solares que interactúa con la atmósfera solar circundante.

La fotosfera del Sol se observa continuamente ^{[ 50 ]} en busca de actividad que pueda ser precursora de erupciones solares y eyecciones de masa coronal (CME). El proyecto Global Oscillation Network Group (GONG) ^{[ 51 ]} monitorea tanto la superficie como el interior del Sol mediante heliosismología , el estudio de las ondas sonoras que se propagan a través del Sol y se observan como ondulaciones en su superficie. GONG puede detectar grupos de manchas solares en el lado oculto del Sol. Esta capacidad ha sido verificada recientemente mediante observaciones visuales de la nave espacial STEREO .

Los monitores de neutrones terrestres monitorean indirectamente los rayos cósmicos provenientes del Sol y de fuentes galácticas. Cuando los rayos cósmicos interactúan con la atmósfera, se producen interacciones atómicas que generan una lluvia de partículas de baja energía que descienden a la atmósfera y a la superficie terrestre. La presencia de rayos cósmicos en el entorno espacial cercano a la Tierra se puede detectar mediante el monitoreo de neutrones de alta energía a nivel del suelo. Existen flujos pequeños de rayos cósmicos de forma continua. El Sol produce flujos grandes durante eventos relacionados con erupciones solares energéticas.

El Contenido Total de Electrones (CTE) es una medida de la ionosfera en una ubicación determinada. El CTE es la cantidad de electrones en una columna de un metro cuadrado que se extiende desde la base de la ionosfera (a unos 90  km de altitud) hasta la parte superior de la ionosfera (a unos 1000  km de altitud). Muchas mediciones de CTE se realizan mediante el monitoreo de las dos frecuencias transmitidas por satélites GPS . Actualmente, el CTE del GPS se monitorea y distribuye en tiempo real desde más de 360 ​​estaciones mantenidas por agencias en numerosos países.

La geoefectividad es una medida de la intensidad con la que los campos magnéticos del clima espacial, como las eyecciones de masa coronal, interactúan con el campo magnético terrestre. Esto viene determinado por la dirección del campo magnético contenido en el plasma que se origina en el Sol. Se están desarrollando nuevas técnicas para medir la rotación de Faraday en ondas de radio con el fin de determinar la dirección del campo. ^{[ 52 ] [ 53 ]}

Una gran cantidad de naves espaciales de investigación han explorado el clima espacial. ^{[ 54 ] [ 55 ] [ 56 ] [ 57 ]} La serie Orbiting Geophysical Observatory estuvo entre las primeras naves espaciales con la misión de analizar el entorno espacial. Las naves espaciales recientes incluyen el par de naves espaciales NASA-ESA Solar-Terrestrial Relations Observatory (STEREO) lanzado en 2006 a la órbita solar y las sondas Van Allen , lanzadas en 2012 a una órbita terrestre altamente elíptica . Las dos naves espaciales STEREO se alejan de la Tierra aproximadamente 22° por año, una delante y la otra detrás de la Tierra en su órbita. Juntas recopilan información sobre la superficie solar y la atmósfera en tres dimensiones. Las sondas Van Allen registran información detallada sobre los cinturones de radiación, las tormentas geomagnéticas y la relación entre ambos.

Algunas naves espaciales con otras misiones principales han llevado instrumentos auxiliares para la observación solar. Entre las primeras de estas naves se encontraba la serie Applications Technology Satellite ^{[ 58 ]} (ATS) en órbita geoestacionaria (GEO), precursora del moderno satélite meteorológico Geostationary Operational Environmental Satellite (GOES) y de muchos satélites de comunicaciones. Las naves espaciales ATS llevaban sensores de partículas ambientales como cargas útiles auxiliares y utilizaban su sensor de campo magnético de navegación para la detección del entorno.

Muchos de los primeros instrumentos eran naves espaciales de investigación que se adaptaron para aplicaciones de meteorología espacial. Una de las primeras fue la IMP-8 (Plataforma de Monitoreo Interplanetario). ^{[ 59 ]} Orbitó la Tierra a 35 radios terrestres y observó el viento solar durante dos tercios de sus órbitas de 12 días desde 1973 hasta 2006. Dado que el viento solar transporta perturbaciones que afectan la magnetosfera y la ionosfera, la IMP-8 demostró la utilidad del monitoreo continuo del viento solar. A la _misión IMP-8 le siguió la ISEE-3 , que se ubicó cerca del punto de Lagrange L1 Sol-Tierra , a 235 radios terrestres sobre la superficie (aproximadamente 1,5 millones de kilómetros, o 924 000 millas), y monitoreó continuamente el viento solar desde 1978 hasta 1982. La siguiente nave espacial en monitorear el viento solar en el punto L1 fue WIND, _desde 1994 hasta 1998. Después de abril de 1998, la órbita de la nave espacial WIND se modificó para orbitar la Tierra y pasar ocasionalmente por el _punto L1 . El Explorador de Composición Avanzada de _la NASA ha monitoreado el viento solar en el punto L1 desde 1997 hasta la actualidad. 

Además de monitorizar el viento solar, la observación del Sol es fundamental para el clima espacial. Dado que la radiación ultravioleta extrema (EUV) solar no puede observarse desde la Tierra, se lanzó la sonda conjunta NASA - ESA Observatorio Solar y Heliosférico (SOHO), que proporciona imágenes de EUV solar desde 1995. SOHO es una fuente principal de datos solares casi en tiempo real para la investigación y la predicción del clima espacial, e inspiró la misión STEREO . La sonda Yohkoh, en órbita terrestre baja (LEO), observó el Sol entre 1991 y 2001 en la porción de rayos X del espectro solar, siendo útil tanto para la investigación como para la predicción del clima espacial. Los datos de Yohkoh inspiraron el generador de imágenes de rayos X solares (Solar X-ray Imager) del satélite GOES.

Las naves espaciales con instrumentos cuyo propósito principal es proporcionar datos para predicciones y aplicaciones del clima espacial incluyen la serie de satélites geoestacionarios operacionales ambientales (GOES), la serie POES , la serie DMSP y la serie Meteosat . Las naves espaciales GOES han llevado desde 1974 un sensor de rayos X (XRS) que mide el flujo de todo el disco solar en dos bandas (de 0,05 a 0,4  nm y de 0,1 a 0,8  nm), un generador de imágenes de rayos X (SXI) desde 2004, un magnetómetro que mide las distorsiones del campo magnético terrestre debido al clima espacial, un sensor EUV de disco completo desde 2004 y sensores de partículas (EPS/HEPAD) que miden iones y electrones en el rango de energía de 50 keV a 500 MeV. A partir de algún momento posterior a 2015, la generación GOES-R de naves espaciales GOES reemplazará el SXI con una imagen solar EUV (SUVI) similar a la de SOHO y STEREO , y el sensor de partículas se complementará con un componente para extender el rango de energía hasta 30  eV.

El satélite Observatorio Climático del Espacio Profundo (DSCOVR) es un satélite de observación de la Tierra y del clima espacial de la NOAA que se lanzó en febrero de 2015. Entre sus características se encuentra la alerta temprana de eyecciones de masa coronal. ^{[ 60 ]}

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