Van Allen Sondaları - Van Allen Probes

Van Allen Sondaları (VAP)
RBSP Dizi Deployment.jpg
Sanatçının yörüngedeki Van Allen Probes izlenimi
İsimler Radyasyon Kuşağı Fırtına Sondaları (RBSP)
Görev türü Astrofizik
Şebeke NASA
COSPAR kimliği 2012-046A  / 2012-046B
SATCAT numarası 38752 / 38753
İnternet sitesi vanallenprobes .jhuapl .edu
Görev süresi Planlanan: 2 yıl
Final: 7 yıl, 1 ay, 17 gün
uzay aracı özellikleri
Üretici firma Uygulamalı Fizik Laboratuvarı
kitle başlatmak ~1500 kg her ikisi için
Görevin başlangıcı
Lansman tarihi 30 Ağustos 2012, 08:05 UTC ( 2012-08-30UTC08:05 ) 
Roket Atlas V 401
Siteyi başlat Cape Canaveral SLC-41
Müteahhit Birleşik Fırlatma İttifakı
Görevin sonu
devre dışı Van Allen Sondası A: 18 Ekim 2019 Van Allen Sondası B: 19 Temmuz 2019 ( 2019-10-19 )
yörünge parametreleri
Referans sistemi Yermerkezli
rejim son derece eliptik
Yarı büyük eksen 21.887 km (13.600 mil)
Yerberi yüksekliği 618 km (384 mil)
apoje yüksekliği 30.414 km (18.898 mi)
Eğim 10.2°
Dönem 537,1 dakika
Van Allen Araştırmaları Logo.png  

Van Allen Problar eski olarak bilinen (VAP), Radyasyon Kemer Fırtına Probes'dan (RBSF), iki idi robotik uzay aracı incelemek için kullanıldı Van Allen radyasyon kuşakları Dünya'yı çevreleyen. NASA , Living With a Star programının bir parçası olarak Van Allen Probes görevini yürütmüştür . Radyasyon kuşağı ortamını ve değişkenliğini anlamak, uzay aracı operasyonları, uzay aracı sistem tasarımı, görev planlama ve astronot güvenliği alanlarında pratik uygulamalara sahiptir. Sondalar 30 Ağustos 2012'de fırlatıldı ve yedi yıl boyunca çalıştırıldı. Her iki uzay aracı da 2019'da yakıtları bittiğinde devre dışı bırakıldı. Bunlar beklenen deorbit 2030 sırasında.

genel bakış

NASA'nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi , Solar Dynamics Observatory (SDO) ile birlikte RBSP'nin bir projesi olduğu Living With a Star programını yönetmektedir . Johns Hopkins Üniversitesi Uygulamalı Fizik Laboratuvarı (APL), RBSP'nin genel uygulamasından ve cihaz yönetiminden sorumluydu. Birincil görevin 2 yıl sürmesi planlandı, harcanabilir malzemelerin 4 yıl sürmesi bekleniyor. Birincil görevin sadece 2 yıl sürmesi planlandı, çünkü uydunun elektroniğinin radyasyon kuşaklarındaki düşman radyasyon ortamında uzun süre hayatta kalıp kalmayacağı konusunda büyük endişeler vardı. 7 yıl sonra görev sona erdiğinde, bunun nedeni elektronik arızası değil, yakıtın bitmesiydi. Bu, uzay aracının elektroniğinin esnekliğini kanıtladı. Uzay aracının radyasyon kuşaklarındaki uzun ömürlülüğü, radyasyon direnci açısından uydular için rekor kıran bir performans olarak kabul edildi.

Uzay aracı , kayışlardan kopan parçacıkları ölçebilen ve Dünya'nın atmosferine kadar gidebilen RBSP Göreli Elektron Kayıpları için Balon Dizisi (BARREL) ile yakın işbirliği içinde çalıştı .

Uygulamalı Fizik Laboratuvarı, NASA için Van Allen Sondalarını yönetti, inşa etti ve işletti.

Sondalar, üzerinde çalıştıkları radyasyon kuşaklarını keşfeden James Van Allen'ın adını taşıyor .

kilometre taşları

Aracı çalıştır

16 Mart 2009'da United Launch Alliance (ULA), NASA'nın ULA'ya bir Atlas V 401 roketi kullanarak RSBP'yi fırlatmak için bir sözleşme verdiğini duyurdu . NASA, 23 Ağustos sabahının erken saatlerinde dört dakikalık işarete geri saydığı için fırlatmayı erteledi. Kötü hava koşulları 24 Ağustos'ta bir fırlatmayı engelledikten ve roketi ve uyduları Isaac Kasırgası'ndan korumak için bir başka önlem gecikmesinden sonra , 30 Ağustos 2012'de saat 04:05 EDT'de kalkış gerçekleşti.

Görevin sonu

12 Şubat 2019'da görev kontrolörleri, uzay aracının perigelerini düşürerek Van Allen Probes misyonunu sona erdirme sürecini başlattı, bu da atmosferik sürüklenmelerini artırdı ve nihayetinde atmosfere yıkıcı yeniden girişlerine neden oldu . Bu, yörünge enkazı sorunu açısından çok az tehdit oluşturmak için sondaların makul bir zaman aralığında yeniden girmesini sağlar . Sondaların, 2020'nin başlarında veya güneş panellerini Güneş'e dönük tutmak için gerekli itici gaz bittiğinde faaliyetlerini durdurması bekleniyordu. Atmosfere yeniden girişin 2034 yılında gerçekleşeceği tahmin ediliyor.

Van Allen Probe B, 19 Temmuz 2019'da, görev operatörlerinin itici yakıtının bittiğini onaylamasının ardından kapatıldı. İtici gücü de azalmakta olan Van Allen Probe A, 18 Ekim 2019'da devre dışı bırakıldı ve yedi yıllık operasyondan sonra Van Allen Probes görevine son verdi.

Bilim

RBSP bilimine genel bakış.

Van Allen radyasyon kuşakları şişer ve çok daha büyük bir parçası olarak zaman içinde küçültmek uzay hava enerji ve Sun'ın yüzeyden patlak ve tüm dolduracak materyal tarafından tahrik sistemine Güneş Sistemi . Uzay havası, gece gökyüzünde parıldayan aurora kaynağıdır , ancak aynı zamanda uyduları bozabilir, elektrik şebekesi arızalarına neden olabilir ve GPS iletişimini bozabilir . Van Allen Sondaları, bilim adamlarının bu bölgeyi anlamalarına yardımcı olmak ve uzayın zorluklarından kurtulabilecek uzay araçlarını daha iyi tasarlamak için inşa edildi . Misyon, uzaydaki relativistik elektron ve iyon popülasyonlarının güneş aktivitesindeki ve güneş rüzgarındaki değişikliklere tepki olarak nasıl oluştuğunu veya değiştiğini bilimsel olarak daha iyi anlamayı amaçladı .

Misyonun genel bilimsel hedefleri şunlardı:

  • Radyasyon kuşağındaki parçacıkları hangi süreçlerin - tek başına veya bir arada - hızlandırdığını ve taşıdığını ve hangi koşullar altında olduğunu keşfedin.
  • Radyasyon kayışlarından elektron kaybını anlayın ve ölçün.
  • Elektron ivmesine neden olan süreçler ile kayıplara neden olan süreçler arasındaki dengeyi belirleyin.
  • Jeomanyetik fırtınalar bağlamında radyasyon kuşaklarının nasıl değiştiğini anlayın .

Mayıs 2016'da araştırma ekibi, Dünya'yı çevreleyen halka akımının daha önce anlaşıldığından çok farklı bir şekilde davrandığını belirterek ilk bulgularını yayınladı . Halka akımı, Dünya'dan yaklaşık 10.000 ila 60.000 kilometre (6.200 ila 37.000 mil) uzaklıktadır. Elektrik akımı değişimleri yalnızca düşük enerjili protonların dinamiklerini temsil eder. Veriler, yüksek enerjili protonlar tarafından taşınan, fırtınalı olmayan zamanlarda bile Dünya çevresinde önemli, kalıcı bir halka akımı olduğunu gösteriyor. Jeomanyetik fırtınalar sırasında, halka akımının artması, Dünya'ya yakın bölgeye giren yeni, düşük enerjili protonlardan kaynaklanmaktadır.

Bilimsel sonuçlar

Mart 2015 jeomanyetik fırtına.
Bu görselleştirme, Dünya'yı çevreleyen hapsolmuş elektronların radyasyon kuşağının tam bir görünümü ile açılır. Netlik için bir kesit göstermek ve kamerayı daha ekvatoral bir görünüme taşımak için bir kayış dilimi açıyoruz. Dikkat dağıtıcı ek hareketleri azaltmak için bu görselleştirme için dünya dönüşü ve güneş hareketi kapatılmıştır.

Şubat 2013'te, Van Allen Probes tarafından toplanan veriler kullanılarak üçüncü bir geçici Van Allen Radyasyon Kuşağı keşfedildi. Söz konusu üçüncü kuşak birkaç hafta sürdü.

Uzay aracı

Sanatçının Van Allen Sondaları A ve B'nin Dünya yörüngesindeki yorumu. Kredi bilgileri: NASA

Van Allen Sondaları, tek bir Atlas V roketi ile fırlatılan, spin-stabilize edilmiş iki uzay aracından oluşuyordu. İki sonda, çalıştıkları zorlu koşullarda çalışmak zorundaydı; diğer uydular yoğun uzay havasının ortasında kendilerini kapatma veya koruma lüksüne sahipken, Van Allen Probları veri toplamaya devam etmek zorunda kaldı. Bu nedenle, sondalar, uzayın bu yoğun alanında karşılaşacakları parçacıkların ve radyasyonun sürekli bombardımanına dayanacak şekilde inşa edildi.

Enstrümanlar

Radyasyon kuşaklarındaki değişiklikleri hem uzayda hem de zamanda gözlemlemek için iki aracın aynı ölçümleri yapması hayati önem taşıdığından, her sonda aşağıdaki aletleri taşıyordu:

  1. Enerjik Parçacık, Bileşim ve Termal Plazma (ECT) Alet Takımı; Baş Araştırmacı, New Hampshire Üniversitesi'nden Harlan Spence'dir . Bu araştırmadaki kilit ortaklar LANL , Southwest Research Institute , Aerospace Corporation ve LASP'dir.
  2. Elektrik ve Manyetik Alan Enstrüman Takımı ve Entegre Bilim (EMFISIS); Baş Araştırmacı, Iowa Üniversitesi'nden Craig Kletzing'dir .
  3. Elektrik Alan ve Dalgalar Aleti (EFW); Baş Araştırmacı, Minnesota Üniversitesi'nden John Wygant'tır . Bu araştırmadaki kilit ortaklar, Berkeley'deki California Üniversitesi ve Boulder'daki Colorado Üniversitesi'dir.
  4. Radyasyon Kuşağı Fırtına Sondaları İyon Bileşimi Deneyi (RBSPICE); Yürütücü olan Louis J. Lanzerotti gelen Technology New Jersey Institute . Kilit ortaklar arasında Applied Physics Laboratory and Fundamental Technologies, LLC bulunmaktadır.
  5. Ulusal Keşif Ofisinden Göreli Proton Spektrometresi (RPS)

Ayrıca bakınız

Referanslar

Dış bağlantılar