Podíváme-li se na jasnou denní oblohu, působí na nás klidně svítící Slunce jako jedna z mála jistot, které ve svém životě máme. Z hlediska běžného člověka je stále stejné a jeho zářivý výkon se nemění. I proto byla zavedena takzvaná sluneční konstanta, která udává, kolik energie projde jedním metrem čtverečným na Zemi za jednu sekundu. Na povrchu Země nabývá tato sluneční konstanta hodnoty 1340 wattů na metr čtverečný.

Bližší pohled na neměnnost zářivého výkonu našeho Slunce ukáže, že pravda je někde trochu jinde. Zářivý výkon Slunce pomalu varíruje s hlavním (tedy jedenáctiletým) cyklem sluneční aktivity. Výkyvy se odehrávají v řádu desetin procenta. V době, kdy lze ve fotosféře pozorovat velké množství skvrn můžeme naměřit hodnotu sluneční konstanty mimo zemskou atmosféru 1367 W/m², zatímco v době slunečního minima něco kolem 1365 W/m². Je jasné, že když se na tváři hvězdy objeví velká temná skvrna, tak dojde ke krátkodobému snížení toku energie, tyto maximálně dny trvající variace jsou opět v řádu desetin procenta. Ukazuje se, že za několik století se sluneční konstanta měnila o 0,2 až 0,6 procenta (tyto údaje byly získány studiemi stromových letokruhů), čili označit takovou hodnotu konstantou je mírně ironické.

Tyto malé změny zářivého toku ale mohou vyvolat výrazné a pozorovatelné efekty. Například mezi roky 1645 a 1715 (během takzvaného Maunderova minima) se sluneční cyklus zřejmě zcela zastavil -- fotosféra zůstala prakticky bez skvrny po celých sedmdesát let. Ve stejném období potkala Evropu neobyčejně chladná léta -- zamrzla Temže v Londýně, alpský ledovec se rozšířil do míst, kde předtím nebyl, značně narostla ledová krusta Severního moře. Desáté století bylo jiným extrémem -- vysoká sluneční aktivita měla zcela opačný efekt: například Vikingové dopluli v roce 980 k břehům Grónska, ze kterého se stala na několik století dokonce zemědělská kolonie.

Vědci stále vědí velmi málo o vazbě malých změn v zářivém výkonu na výkyvy globálního klimatu. Aby bylo snazší odpovědět na položené otázky, je zapotřebí mít k dispozici několik desetiletí trvající konzistentní řadu napozorovaných dat. Nejrůznější mezery v pozorování totiž značně narušují statistickou věrohodnost pořizovaného souboru. A ta je důležitá pro vytváření jakýchkoli závěrů o takových jevech, jakými jsou například globální změny klimatu.

Je jasné, že získávání ideální řady dat z povrchu Země je věc prakticky neproveditelná z důvodu častých změn počasí. Mraky a vodní pára v atmosféře mohou absorbovat nebo odrazit až 51 procent přicházejícího záření, přičemž tento údaje se může měnit z minuty na minutu.

Nejlepším místem, odkud tedy pozorovat proměny sluneční konstanty, je kosmický prostor. Tady je ale jiný problém -- typická životnost přístrojů na družicích je kolem pěti až deseti let. Vypouštěním jiných satelitů sice můžeme prodloužit experiment, nikdo ale nedokáže zajistit naprosto identickou kalibraci měřicího přístroje, což vnáší do pozorování další zbytečné chyby. Nesmíme ani zapomínat na fakt, že přístroje na kosmických sondách se nacházejí ve značně nepřátelském prostředí plném kosmického záření a nabitých částic, proto může docházet během let i ke změnám kalibrace jednoho přístroje.

Jenže pro nějaké statistické závěry je nezbytně nutná alespoň padesát let dlouhá hustá pozorovací řada. Jak to zařídit?

"Řešení přináší experiment SOLCON," říká Alexandre Joukoff, vědec z Královského meteorologického ústavu v Belgii. SOLCON je zkratka pro "Solar Constant radiometer", čili volně přeloženo "Měřák sluneční konstanty". Je to velmi přesný senzor určený pro měření příchozího slunečního záření vyvinutý právě v Belgii. Protože je přístroj vybaven ochranou před škodlivým UV zářením a je používán jen velmi zřídka, zůstává vlastně neměnným detektorem po celá léta. Zdá se, že by mohl být etalonem pro kalibraci dalších přístrojů tohoto typu.

Jednou za pár let se SOLCON vydá na krátkou misi do vesmíru, aby zkontroloval a ověřil výsledky jiných satelitů, které se zabývají měřením slunečního zářivého výkonu. Například se na oběžné dráze nachází zrovna v tuto chvíli, na palubě raketoplánu Columbia při misi STS-107. Bude použit pro kalibraci radiometrů na slunečních observatoři SOHO a ACRIM-3. Takto zkalibrovaná data z různých přístrojů již mohou být základem dlouhé a statisticky věrohodné pozorovací řady.

Tato data jsou důležitá, protože pomáhají porozumět minulosti a snad i budoucnosti slunečního zářivého toku. I bez satelitů existuje několik metod, jak odhadovat sluneční konstantu, jednou z nich je měření koncentrace radioaktivního uhlíku ¹⁴C v letokruzích starých stromů. Tyto metody mohou být ještě vylepšeny právě porovnáním se spolehlivými měřeními z kosmických družic.

V principu je SOLCON založen na velmi starém zařízení pro měření toku tepla. Je složen ze dvou identických komor, které jsou spojeny tepelným vodičem, na němž je připojen detektor schopný zaregistrovat jakýkoliv tepelný tok. Jedna komora, expoziční, je otevřená a umožňuje vstup slunečního záření malou štěrbinou. Chová se tedy jako černé těleso, stěny této komory záření pohltí a zahřejí se na příslušnou teplotu. Druhá, referenční, komora je naopak od Slunce odstíněna a je napojena na elektrický regulovatelný ohřev.

Zařízení tedy pracuje tak, že se ohřátím referenční komory známým způsobem nastavuje rovnováha mezi ní a komorou expoziční (tepelným vodičem pak neprochází žádný tok tepla). Elektrický proud, který je potřebný k ohřátí referenční komory, aby byla v rovnovážném stavu s expoziční je pak mírou slunečního zářivého toku do expoziční komory.

Jednou ale bude muset být SOLCON pro své zastarání nahrazen. Kandidátem je Total Irradiance Monitor (TIM) vyvinutý v Laboratoři pro atmosférickou a kosmickou fyziku v Coloradu. TIM je svou konstrukcí velmi podobný SOLCONu, jen je dokonalejší, protože používá čtyři komory místo dvou.

Ještě nebylo stanoveno, kdy dojde k výměně obou přístrojů. Ale až přijde čas, odstartují zřejmě na palubě raketoplánu oba přístroje současně, aby mohl být TIM okalibrován podle SOLCONu. Etalonem se pak stane TIM.