1. BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’AERONOMIE SPATIALE DE BELGIQUE BELGIAN INSTITUTE FOR SPACE AERONOMY BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’AERONOMIE SPATIALE DE BELGIQUE BELGIAN INSTITUTE FOR SPACE AERONOMY BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’A SOLSPEC workshop Brussels, 10-12 march 2015 1 SOLSPEC UV-VIS David Bolsée, Nuno Pereira Belgian Institute for Space Aeronomy Six Seven years of SOLAR/SOLSPEC on ISS Achievments and Prospects

2. BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’AERONOMIE SPATIALE DE BELGIQUE BELGIAN INSTITUTE FOR SPACE AERONOMY BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’AERONOMIE SPATIALE DE BELGIQUE BELGIAN INSTITUTE FOR SPACE AERONOMY BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’A SOLSPEC workshop Brussels, 10-12 march 2015 2 SOLSPEC UV-VIS Outline UV channel Overview & Performances Response degradation Wavelength monitoring Mg II index & UV variability VIS channel Performances On orbit recalibration Channel stability Reference spectrum Conclusions

3. BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’AERONOMIE SPATIALE DE BELGIQUE BELGIAN INSTITUTE FOR SPACE AERONOMY BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’AERONOMIE SPATIALE DE BELGIQUE BELGIAN INSTITUTE FOR SPACE AERONOMY BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’A SOLSPEC workshop Brussels, 10-12 march 2015 3 Diffusor Main shutter Baffle Filter wheel PMT Mechanical shaft and motorization Hollow cathode lamp UV VIS channel Deuterium/Tungsten lamps Double monochromator Quartz shielding & internal shutter Sunlight optical path ≠ Lamps optical path SOLSPEC UV-VIS UV channel overview UV design ≈ VIS design UV: 2 x D2 lamps VIS: 2 x W lamps

4. BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’AERONOMIE SPATIALE DE BELGIQUE BELGIAN INSTITUTE FOR SPACE AERONOMY BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’AERONOMIE SPATIALE DE BELGIQUE BELGIAN INSTITUTE FOR SPACE AERONOMY BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’A SOLSPEC workshop Brussels, 10-12 march 2015 4 SOLSPEC UV-VIS Stable but stratified temperatures: SOLSPEC discretized response levels: families HV derive of 0.1% photo-counting mode => no influence UV channel performance

5. BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’AERONOMIE SPATIALE DE BELGIQUE BELGIAN INSTITUTE FOR SPACE AERONOMY BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’AERONOMIE SPATIALE DE BELGIQUE BELGIAN INSTITUTE FOR SPACE AERONOMY BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’A SOLSPEC workshop Brussels, 10-12 march 2015 5 SOLSPEC UV-VIS UV channel: families Families Origin = ?... research en route Signature at general SOLSPEC thermal status Effect accurately corrected

6. BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’AERONOMIE SPATIALE DE BELGIQUE BELGIAN INSTITUTE FOR SPACE AERONOMY BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’AERONOMIE SPATIALE DE BELGIQUE BELGIAN INSTITUTE FOR SPACE AERONOMY BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’A SOLSPEC workshop Brussels, 10-12 march 2015 6 λ (nm) / time 3-month6-month1-year14-month* 20095.9%85.2%64.2%58.7% 21096.6%86.2%64.6%59.3% 22098.8%90.7%69.7%69.1% * end of life of Deuterium lamps, due to a techincal failure Channel response monitoring algorithm: Floyd et al. 96 (SUSIM) UV channel response degradation: D2 lamps SOLSPEC UV-VIS

7. BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’AERONOMIE SPATIALE DE BELGIQUE BELGIAN INSTITUTE FOR SPACE AERONOMY BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’AERONOMIE SPATIALE DE BELGIQUE BELGIAN INSTITUTE FOR SPACE AERONOMY BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’A SOLSPEC workshop Brussels, 10-12 march 2015 7 Principle Use of chromospheric Solar proxies as UV channel degradation monitors Mg II Ca II Lyα Magnetograms UV channel response degradation: layers method SOLSPEC UV-VIS good representants of chromospheric emission * *Dudok de Wit 99

8. BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’AERONOMIE SPATIALE DE BELGIQUE BELGIAN INSTITUTE FOR SPACE AERONOMY BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’AERONOMIE SPATIALE DE BELGIQUE BELGIAN INSTITUTE FOR SPACE AERONOMY BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’A SOLSPEC workshop Brussels, 10-12 march 2015 8 SOLSPEC UV-VIS Wavelength monitoring: HC lamp 48 grating steps UVVIS 1/9 FWHM¼ FWHM 0.16 nm0.52 nm 20 motor steps correction:

9. BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’AERONOMIE SPATIALE DE BELGIQUE BELGIAN INSTITUTE FOR SPACE AERONOMY BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’AERONOMIE SPATIALE DE BELGIQUE BELGIAN INSTITUTE FOR SPACE AERONOMY BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’A SOLSPEC workshop Brussels, 10-12 march 2015 9 SOLSPEC UV-VIS Wavelength monitoring: HC lamp UVVIS 1/9 FWHM¼ FWHM 0.16 nm0.52 nm 20 motor steps correction: HCL end of life new reference: Mg2 doublet minima

10. BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’AERONOMIE SPATIALE DE BELGIQUE BELGIAN INSTITUTE FOR SPACE AERONOMY BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’AERONOMIE SPATIALE DE BELGIQUE BELGIAN INSTITUTE FOR SPACE AERONOMY BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’A SOLSPEC workshop Brussels, 10-12 march 2015 10 SOLSPEC UV-VIS Wavelength monitoring: fine adjustment Whole Heliospheric interval (WHI) 25-29 march 2008 SOLAR SOLSPEC intercycle reference spectra Algorithm: H. Slaper et al., Comparing Spectral Solar UV Measurements, Geophys. Res. Lett., 22, 1995

11. BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’AERONOMIE SPATIALE DE BELGIQUE BELGIAN INSTITUTE FOR SPACE AERONOMY BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’AERONOMIE SPATIALE DE BELGIQUE BELGIAN INSTITUTE FOR SPACE AERONOMY BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’A SOLSPEC workshop Brussels, 10-12 march 2015 11 SOLSPEC UV-VIS Wavelength monitoring: fine adjustment = -0.019 nm  0.005 nm Low absolute λ shift Good pre-flight SOLSPEC λ scale characterization SOLSPEC’s good agreement with WHI Good instrument function determination

12. BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’AERONOMIE SPATIALE DE BELGIQUE BELGIAN INSTITUTE FOR SPACE AERONOMY BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’AERONOMIE SPATIALE DE BELGIQUE BELGIAN INSTITUTE FOR SPACE AERONOMY BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’A SOLSPEC workshop Brussels, 10-12 march 2015 12 SOLSPEC UV-VIS UV channel response degradation: results Combined methods: (D2 lamps+layers) + Quartz transmission + wavelength scale fine corrections Year 1: ~60% loss Slower degradation after y1 non negligable λ dependance

13. BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’AERONOMIE SPATIALE DE BELGIQUE BELGIAN INSTITUTE FOR SPACE AERONOMY BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’AERONOMIE SPATIALE DE BELGIQUE BELGIAN INSTITUTE FOR SPACE AERONOMY BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’A SOLSPEC workshop Brussels, 10-12 march 2015 13 SOLSPEC UV-VIS UV channel response degradation: results

14. BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’AERONOMIE SPATIALE DE BELGIQUE BELGIAN INSTITUTE FOR SPACE AERONOMY BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’AERONOMIE SPATIALE DE BELGIQUE BELGIAN INSTITUTE FOR SPACE AERONOMY BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’A SOLSPEC workshop Brussels, 10-12 march 2015 14 SOLSPEC UV-VIS UV variability

15. BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’AERONOMIE SPATIALE DE BELGIQUE BELGIAN INSTITUTE FOR SPACE AERONOMY BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’AERONOMIE SPATIALE DE BELGIQUE BELGIAN INSTITUTE FOR SPACE AERONOMY BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’A SOLSPEC workshop Brussels, 10-12 march 2015 15 SOLSPEC UV-VIS UV channel response degradation: results reference: intercycle 23-24 spectrum

16. BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’AERONOMIE SPATIALE DE BELGIQUE BELGIAN INSTITUTE FOR SPACE AERONOMY BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’AERONOMIE SPATIALE DE BELGIQUE BELGIAN INSTITUTE FOR SPACE AERONOMY BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’A SOLSPEC workshop Brussels, 10-12 march 2015 16 SOLSPEC UV-VIS Mg2 calculation (improvement) R2 = 0.827 -> 0.909 σ = 0.4 % UV variability: Mg II index winter solstice 2012 summer solstice 2013

17. BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’AERONOMIE SPATIALE DE BELGIQUE BELGIAN INSTITUTE FOR SPACE AERONOMY BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’AERONOMIE SPATIALE DE BELGIQUE BELGIAN INSTITUTE FOR SPACE AERONOMY BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’A SOLSPEC workshop Brussels, 10-12 march 2015 17 SOLSPEC UV-VIS UV variability: Scalling factors SF(λ) expresses the irradiance variation at λ per Mg2 index variation

18. BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’AERONOMIE SPATIALE DE BELGIQUE BELGIAN INSTITUTE FOR SPACE AERONOMY BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’AERONOMIE SPATIALE DE BELGIQUE BELGIAN INSTITUTE FOR SPACE AERONOMY BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’A SOLSPEC workshop Brussels, 10-12 march 2015 18 SOLSPEC UV-VIS VIS channel performance High stability in VIS channel

19. BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’AERONOMIE SPATIALE DE BELGIQUE BELGIAN INSTITUTE FOR SPACE AERONOMY BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’AERONOMIE SPATIALE DE BELGIQUE BELGIAN INSTITUTE FOR SPACE AERONOMY BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’A SOLSPEC workshop Brussels, 10-12 march 2015 19 SOLSPEC UV-VIS ΔT(air-vacuum) = 4 K also found on SCHIAMACHY Pagaran 2009 VIS channel orbit recalibration

20. BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’AERONOMIE SPATIALE DE BELGIQUE BELGIAN INSTITUTE FOR SPACE AERONOMY BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’AERONOMIE SPATIALE DE BELGIQUE BELGIAN INSTITUTE FOR SPACE AERONOMY BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’A SOLSPEC workshop Brussels, 10-12 march 2015 20 SOLSPEC UV-VIS VIS channel stability

21. BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’AERONOMIE SPATIALE DE BELGIQUE BELGIAN INSTITUTE FOR SPACE AERONOMY BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’AERONOMIE SPATIALE DE BELGIQUE BELGIAN INSTITUTE FOR SPACE AERONOMY BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’A SOLSPEC workshop Brussels, 10-12 march 2015 21 SOLSPEC UV-VIS VIS spectrum comparison

22. BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’AERONOMIE SPATIALE DE BELGIQUE BELGIAN INSTITUTE FOR SPACE AERONOMY BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’AERONOMIE SPATIALE DE BELGIQUE BELGIAN INSTITUTE FOR SPACE AERONOMY BELGISCH INSTITUUT VOOR RUIMTE-AERONOMIE INSTITUT D’A SOLSPEC workshop Brussels, 10-12 march 2015 22 SOLSPEC UV-VIS Conclusions Stability of the detector Orbital response change corrected (Tungsten lamps) Channel degradation monitored Agreement within ±4% (low λ) to ±2% (high λ) with ATLAS3 Stability of the detector Orbit unexpected behaviour (understood and) corrected Valid alternative to D2 lamps UV channel wavelength and irradiance scales corrections UV variability expressed by scaling factors and Mg2 index Future of UV measurements? inputs of modelist community