مأموریت کلاستر کشف راز شفقهای پروتون ایزوله توسط فضاپیماهای آژانس فضایی اروپا, در بیستمین روز مه سال ۲۰۰۳، آژانس فضایی اروپا (ESA) خبری شگفتانگیز را منتشر کرد. چهار فضاپیمای مأموریت کلاستر مشاهداتی بینظیر را ثبت کرده بودند که در نهایت منجر به درک ریشهیابی یک پدیده شفق قطبی عجیب و پیچیده شد. ریشههای تاریخی مأموریت کلاستر ایدهی راهاندازی این مأموریت برای اولین بار در نوامبر ۱۹۸۲ مطرح گردید.
هدف اصلی، بررسی دقیق مناطق مگنتوسفر و دم مغناطیسی کره زمین از طریق قرارگیری در مدار قطبی بود. پس از سالها توسعه، در ژوئن ۱۹۹۶ چهار ماهواره کلاستر با موشک آریان ۵ از پایگاه فضایی کورو در گویان فرانسه به فضا فرستاده شدند، اما متأسفانه ناشی از بارهای سنگین آیرودینامیکی، موشک دچار شکست شده و سیستم تخریب خودکار فعال گردید.
از شکست تا بازسازی تولد ققنوس برای نجات ابزارهای علمی منحصر به فرد این پروژه، آژانس فضایی اروپا تصمیم به ساخت یک ماهواره پنجم به نام ققنوس گرفت.
در نتیجه، طرحی برای بازسازی سه یا چهار فضاپیما در مقیاس کامل در کنار ققنوس تدوین شد. سازماندهی چهارگانه و کشف شفق پروتون ایزوله مأموریت نهایی از چهار فضاپیما یکسان تشکیل شده که در یک سازند چهاروجهی (تتراهدرال) پرواز میکنند. این چیدمان منحصر به فرد، امکان اندازهگیری سهبعدی و همزمان پارامترهای فضایی را فراهم آورد.
نتایج حاصل نشان داد که نوع خاصی از شفقهای قطبی که به عنوان نقاط درخشان در جو زمین دیده میشوند، در واقع شفقهای پروتون ایزوله هستند. مکانیزم شکلگیری شفق پروتون ایزوله این پدیده زمانی رخ میدهد که شکستگیهایی در میدان مغناطیسی زمین ایجاد میشود. این پارگیها مسیر را برای ذرات پرانرژی خارج شده از خورشید (پروتونها) هموار میسازد تا از میان میدان مغناطیسی عبور کرده و با مولکولهای موجود در جو بالا برخورد کنند.
مأموریت کلاستر برای اولین بار در تاریخ، ارتباط مستقیم و دقیق بین بروز این شکستگیهای مغناطیسی و ظاهر شدن شفقهای پروتون ایزوله را اثبات کرد.
