Van Allenovy sondy - Van Allen Probes

Van Allenovy sondy (VAP)
RBSP ArrayDeployment.jpg
Umělcův dojem z Van Allenových sond na oběžné dráze
Jména Radiační pásy Storm Probes (RBSP)
Typ mise Astrofyzika
Operátor NASA
ID COSPARU 2012-046A  / 2012-046B
SATCAT č. 38752/38753
webová stránka vanallenprobes .jhuapl .edu
Délka mise Plánované: 2 roky
Konečné: 7 let, 1 měsíc, 17 dní
Vlastnosti kosmických lodí
Výrobce Laboratoř aplikované fyziky
Spustit hmotu ~ 1500 kg pro oba
Začátek mise
Datum spuštění 30. srpna 2012, 08:05 UTC ( 2012-08-30UTC08: 05 ) 
Raketa Atlas V 401
Spusťte web Mys Canaveral SLC-41
Dodavatel United Launch Alliance
Konec mise
Deaktivováno Van Allen Probe A: 18. října 2019 Van Allen Probe B: 19. července 2019 ( 2019-10-19 )
Orbitální parametry
Referenční systém Geocentrický
Režim Vysoce eliptický
Poloviční hlavní osa 21,887 km (13,600 mi)
Nadmořská výška 618 km (384 mi)
Apogee výška 30,414 km (18,898 mi)
Sklon 10,2 °
Doba 537,1 minut
Van Allen Probes Logo.png  

Van Allen sondy (VAP), dříve známý jako radiační pás Storm Probes (RBSP), byly dvě robotická sonda , které byly použity pro studium radiační pásy Van Allen , které obklopují Zemi. NASA provedla misi Van Allen Probes v rámci programu Living with a Star . Pochopení prostředí radiačního pásu a jeho variability má praktické uplatnění v oblastech operací kosmických lodí, návrhu systému kosmických lodí, plánování misí a bezpečnosti astronautů. Sondy byly vypuštěny 30. srpna 2012 a fungovaly sedm let. Obě kosmické lodě byly deaktivovány v roce 2019, když jim došlo palivo. Očekává se, že budou deorbitovat během třicátých let minulého století.

Přehled

Centrum Goddard Space Flight Center NASA spravuje celkový program Living With a Star, jehož je RBSP projektem, spolu s observatoří Solar Dynamics Observatory (SDO). Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (APL) byla zodpovědná za celkovou implementaci a správu nástrojů pro RBSP. Primární mise byla naplánována na 2 roky, u výdajů se očekávalo, že budou trvat 4 roky. Primární mise byla naplánována tak, aby trvala pouze 2 roky, protože panovaly velké obavy, zda elektronika satelitu přežije nepřátelské radiační prostředí v radiačních pásech po dlouhou dobu. Když po 7 letech mise skončila, nebylo to kvůli poruše elektroniky, ale kvůli nedostatku paliva. To prokázalo odolnost elektroniky kosmické lodi. Životnost kosmické lodi v radiačních pásech byla považována za rekordní výkon satelitů, pokud jde o odolnost proti záření.

Kosmická loď pracovala v úzké spolupráci s balónovým polem pro relativní ztráty elektronů RBSP (BARREL), které dokáže měřit částice, které se vyloupnou z pásů, a dostanou se až do zemské atmosféry.

Laboratoř aplikované fyziky řídila, stavěla a provozovala Van Allenovy sondy pro NASA.

Sondy jsou pojmenovány podle Jamese Van Allena , objevitele radiačních pásů, které studovali.

Milníky

Spusťte vozidlo

Dne 16. března 2009 United Launch Alliance (ULA) oznámila, že NASA udělila ULA kontrakt na start RSBP pomocí rakety Atlas V 401. NASA odložila start, protože odpočítávala na čtyřminutovou značku brzy ráno 23. srpna. Poté, co nepříznivé počasí zabránilo vypuštění 24. srpna a další preventivní zdržení na ochranu rakety a satelitů před hurikánem Isaac , došlo k odstartování 30. srpna 2012 ve 4:05 EDT.

Konec mise

Dne 12. února 2019 zahájili kontroloři misí proces ukončení mise Van Allen Probes snížením periferií kosmické lodi, což zvyšuje jejich atmosférický odpor a vede k jejich případnému ničivému opětovnému vstupu do atmosféry. Tím je zajištěno, že sondy znovu vstoupí v rozumném časovém rozmezí, aby představovaly malou hrozbu, pokud jde o problém orbitálních úlomků . Předpokládalo se, že sondy ukončí činnost do začátku roku 2020, nebo kdykoli jim dojde palivo potřebné k udržení jejich solárních panelů namířených na Slunce. Předpokládá se návrat do atmosféry v roce 2034.

Van Allen Probe B byla odstavena 19. července 2019 poté, co provozovatelé misí potvrdili, že v ní není pohonná látka. Van Allen Probe A, kterému také dochází pohonná hmota, byl deaktivován dne 18. října 2019, čímž byla mise Van Allen Probes ukončena po sedmi letech provozu.

Věda

Přehled vědy RBSP.

Tyto radiační pásy Van Allen se smršťují a roztahují v průběhu času jako součást mnohem většího prostoru počasí systému poháněn energií a materiálem, který vypukne z povrchu Slunce a zaplní celou sluneční soustavu . Vesmírné počasí je zdrojem polární záře, která se třpytí na noční obloze, ale může také narušit satelity, způsobit selhání elektrické sítě a narušit komunikaci GPS . Van Allenovy sondy byly postaveny s cílem pomoci vědcům porozumět této oblasti a lépe navrhnout kosmické lodě, které dokážou přežít nástrahy vesmíru . Cílem mise bylo dále vědecky porozumět tomu, jak populace relativistických elektronů a iontů ve vesmíru vznikají nebo se mění v reakci na změny sluneční aktivity a slunečního větru .

Obecnými vědeckými cíli mise bylo:

  • Zjistěte, které procesy - jednotlivě nebo v kombinaci - urychlují a transportují částice v radiačním pásu a za jakých podmínek.
  • Pochopte a kvantifikujte ztrátu elektronů z radiačních pásů.
  • Určete rovnováhu mezi procesy, které způsobují zrychlení elektronů, a procesy, které způsobují ztráty.
  • Pochopte, jak se radiační pásy mění v kontextu geomagnetických bouří .

V květnu 2016 výzkumný tým zveřejnil svá první zjištění a uvedl, že prstencový proud, který obklopuje Zemi, se chová mnohem jiným způsobem, než se dříve chápalo. Prstencový proud leží přibližně 10 000 až 60 000 kilometrů (6 200 až 37 000 mi) od Země. Variace elektrického proudu představují dynamiku pouze nízkoenergetických protonů. Data naznačují, že kolem Země existuje podstatný, trvalý prstencový proud i v době mimo bouři, který je přenášen vysokoenergetickými protony. Během geomagnetických bouří je vylepšení prstencového proudu dáno novými nízkoenergetickými protony vstupujícími do blízké zemské oblasti.

Vědecké výsledky

Březen 2015 geomagnetická bouře.
Tato vizualizace se otevírá úplným pohledem na radiační pás zachycených elektronů obíhajících Zemi. Otevřeme plátek pásů, abychom pro lepší přehlednost zobrazili průřez a přesuneme kameru do rovníkovějšího pohledu. Rotace Země a pohyb Slunce byly pro tuto vizualizaci vypnuty, aby se omezily rušivé dodatečné pohyby.

V únoru 2013 byl pomocí údajů shromážděných Van Allenovými sondami objeven třetí dočasný Van Allenův radiační pás. Uvedený třetí pás trval několik týdnů.

Kosmická loď

Umělecké ztvárnění Van Allenových sond A a B na oběžné dráze Země. Uznání: NASA

Van Allenovy sondy se skládaly ze dvou rotačních stabilizovaných kosmických lodí, které byly vypuštěny s jedinou raketou Atlas V. Obě sondy musely pracovat v drsných podmínkách, které studovaly; zatímco jiné satelity mají luxus vypnout se nebo se chránit uprostřed intenzivního vesmírného počasí, Van Allenovy sondy musely pokračovat ve shromažďování dat. Sondy byly proto postaveny tak, aby vydržely neustálé bombardování částicemi a zářením, které by v této intenzivní oblasti vesmíru zažily.

Nástroje

Protože bylo životně důležité, aby obě plavidla provedla stejná měření, aby pozorovala změny radiačních pásů v prostoru i čase, nesla každá sonda následující přístroje:

  1. Sada nástrojů Energetické částice, složení a termální plazma (ECT); Hlavním vyšetřovatelem je Harlan Spence z University of New Hampshire . Klíčovými partnery tohoto šetření jsou LANL , Southwest Research Institute , Aerospace Corporation a LASP
  2. Sada nástrojů pro elektrické a magnetické pole a integrovaná věda (EMFISIS); Hlavním vyšetřovatelem je Craig Kletzing z University of Iowa .
  3. Nástroj elektrického pole a vln (EFW); Hlavním vyšetřovatelem je John Wygant z University of Minnesota . Mezi klíčové partnery tohoto vyšetřování patří University of California v Berkeley a University of Colorado v Boulderu.
  4. Radiační pás Storm Probes Experiment s iontovým složením (RBSPICE); Hlavním vyšetřovatelem je Louis J. Lanzerotti z technologického institutu v New Jersey . Mezi klíčové partnery patří Laboratoř aplikované fyziky a Fundamental Technologies, LLC.
  5. Relativistický protonový spektrometr (RPS) z Národního průzkumného úřadu

Viz také

Reference

externí odkazy