Van Allen Probes - Van Allen Probes

Van Allen Probes (VAP)
RBSP ArrayDeployment.jpg
Kunstners indtryk af Van Allen Probes i kredsløb
Navne Strålingsbælte stormprober (RBSP)
Missionstype Astrofysik
Operatør NASA
COSPAR ID 2012-046A  / 2012-046B
SATCAT nr. 38752 /38753
Internet side vanallenprobes .jhuapl .edu
Missions varighed Planlagt: 2 år
Final: 7 år, 1 måned, 17 dage
Rumfartøjs egenskaber
Fabrikant Anvendt fysiklaboratorium
Start masse ~ 1500 kg for begge
Missionens start
Frokost aftale 30. august 2012, 08:05 UTC ( 2012-08-30UTC08: 05 ) 
Raket Atlas V 401
Lancering site Cape Canaveral SLC-41
Entreprenør United Launch Alliance
Afslutning af mission
Deaktiveret Van Allen Probe A: 18. oktober 2019 Van Allen Probe B: 19. juli 2019 ( 2019-10-19 )
Orbitale parametre
Referencesystem Geocentrisk
Regime Meget elliptisk
Halv-større akse 21.887 km (13.600 mi)
Perigee højde 618 km (384 mi)
Apogee højde 30.414 km (18.898 mi)
Hældning 10,2 °
Periode 537,1 minutter
Van Allen Probes Logo.png  

The Van Allen Probes (VAP), tidligere kendt som Radiation Belt Storm Probes (RBSP), var to robotic rumfartøjer , som blev anvendt til at undersøge Van Allen stråling bælter , der omgiver jorden. NASA gennemførte Van Allen Probes -missionen som en del af programmet Living With a Star . At forstå strålingsbæltmiljøet og dets variabilitet har praktiske anvendelser inden for rumfartøjsoperationer, rumfartøjssystemdesign, missionplanlægning og astronautsikkerhed. Proberne blev lanceret den 30. august 2012 og opereret i syv år. Begge rumfartøjer blev deaktiveret i 2019, da de løb tør for brændstof. De forventes at deorbitere i løbet af 2030'erne.

Oversigt

NASAs Goddard Space Flight Center administrerer det samlede Living With a Star -program, som RBSP er et projekt sammen med Solar Dynamics Observatory (SDO). Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (APL) var ansvarlig for den overordnede implementering og instrumentstyring for RBSP. Den primære mission var planlagt til at vare 2 år, og forbrugsstoffer forventes at vare i 4 år. Den primære mission var planlagt til kun at vare 2 år, fordi der var stor bekymring for, om satellitens elektronik ville overleve det fjendtlige strålingsmiljø i strålingsbælterne i en lang periode. Da missionen efter 7 år sluttede, var det ikke på grund af elektronikfejl, men på grund af at løbe tør for brændstof. Dette beviste modstandsdygtigheden af ​​rumfartøjets elektronik. Rumfartøjets levetid i strålingsbælterne blev betragtet som en rekordstor ydeevne for satellitter med hensyn til strålingsresistens.

Rumfartøjet arbejdede i tæt samarbejde med Balloon Array for RBSP Relativistic Electron Losses (BARREL), som kan måle partikler, der bryder ud af bælterne og komme helt til Jordens atmosfære.

Applied Physics Laboratory administrerede, byggede og drev Van Allen -proberne til NASA.

Proberne er opkaldt efter James Van Allen , opdageren af ​​strålingsbælterne, de undersøgte.

Milepæle

Lanceringskøretøj

Den 16. marts 2009 meddelte United Launch Alliance (ULA), at NASA havde tildelt ULA en kontrakt om at lancere RSBP ved hjælp af en Atlas V 401 -raket . NASA forsinkede lanceringen, da den tællede ned til fire-minutters mærke tidligt om morgenen den 23. august. Efter at dårligt vejr forhindrede en opsendelse den 24. august og en yderligere forsigtighedsforsinkelse for at beskytte raketten og satellitterne mod orkanen Isaac , opstod den 30. august 2012 kl. 04:05 EDT.

Afslutning af mission

Den 12. februar 2019 begyndte missionskontrollører processen med at afslutte Van Allen Probes -missionen ved at sænke rumfartøjets perigeer, hvilket øger deres atmosfæriske træk og resulterer i deres destruktive genindtrængning i atmosfæren. Dette sikrer, at proberne kommer ind igen inden for en rimelig tidsperiode for at udgøre en lille trussel med hensyn til problemet med orbitalt affald . Proberne forventedes at stoppe driften i begyndelsen af ​​2020, eller når de løb tør for det nødvendige drivmiddel for at holde deres solpaneler rettet mod solen. Genindtræden i atmosfæren forventes at ske i 2034.

Van Allen Probe B blev lukket ned den 19. juli 2019, efter at missionsoperatører havde bekræftet, at den var ude af drivmidlet. Van Allen Probe A, der også var ved at løbe tør for drivmiddel, blev deaktiveret den 18. oktober 2019 og satte en stopper for Van Allen Probes -missionen efter syv års drift.

Videnskab

RBSP videnskabsoversigt.

De Van Allen stråling bælter svulme op og skrumpe med tiden som en del af en meget større plads vejr system, drevet af energi og materiale, der bryder ud fra Solens overflade og fylde hele solsystemet . Rumvejr er kilden til aurora, der skinner på nattehimlen, men det kan også forstyrre satellitter, forårsage fejl i strømnettet og forstyrre GPS -kommunikation. Van Allen -proberne blev bygget for at hjælpe forskere med at forstå denne region og til bedre at designe rumfartøjer, der kan overleve det ydre rums strenghed . Missionen havde til formål at yderligere videnskabelig forståelse af, hvordan populationer af relativistiske elektroner og ioner i rummet dannes eller ændres som reaktion på ændringer i solaktivitet og solvinden .

Missionens generelle videnskabelige mål var at:

  • Find ud af hvilke processer - enkeltvis eller i kombination - accelererer og transporterer partiklerne i strålingsbæltet, og under hvilke forhold.
  • Forstå og kvantificere tabet af elektroner fra strålingsbælterne.
  • Bestem balancen mellem de processer, der forårsager elektronacceleration, og dem, der forårsager tab.
  • Forstå, hvordan strålingsbælterne ændres i forbindelse med geomagnetiske storme .

I maj 2016 offentliggjorde forskerholdet deres oprindelige fund, om, at ringen strøm , der omkranser Jorden opfører sig på en meget anderledes måde end tidligere forstået. Ringstrømmen ligger cirka 10.000 til 60.000 kilometer (6.200 til 37.000 mi) fra Jorden. Elektriske strømvariationer repræsenterer kun dynamikken i lavenergiprotoner. Dataene indikerer, at der er en betydelig, vedvarende ringstrøm rundt om Jorden, selv under ikke-stormtider, som bæres af højenergiprotoner. Under geomagnetiske storme skyldes forbedringen af ​​ringstrømmen, at nye, lavenergiprotoner kommer ind i området nær Jorden.

Videnskabelige resultater

Marts 2015 geomagnetisk storm.
Denne visualisering åbner med et fuldt billede af strålingsbæltet af fangede elektroner, der cirkler jorden. Vi åbner et stykke bælter for at vise et tværsnit for klarhed og flytte kameraet til en mere ækvatorial visning. Jordrotation og solbevægelse er blevet slukket for denne visualisering for at reducere distraherende yderligere bevægelser.

I februar 2013 blev et tredje midlertidigt Van Allen strålingsbælte opdaget ved hjælp af data indsamlet af Van Allen Probes. Det nævnte tredje bælte varede et par uger.

Rumfartøj

Kunstnerens gengivelse af Van Allen Probes A og B i Jordens kredsløb. Kredit: NASA

Van Allen Probes bestod af to spin-stabiliserede rumfartøjer, der blev opsendt med en enkelt Atlas V-raket. De to sonder skulle operere under de hårde forhold, de studerede; mens andre satellitter har den luksus at slukke eller beskytte sig selv midt i hårdt rumvejr, måtte Van Allen Probes fortsætte med at indsamle data. Proberne blev derfor bygget til at modstå det konstante bombardement af partikler og stråling, de ville opleve i dette intense rumområde.

Instrumenter

Fordi det var afgørende, at de to fartøjer foretog identiske målinger for at observere ændringer i strålingsbælterne gennem både rum og tid, bar hver sonde følgende instrumenter:

  1. Energetic Particle, Composition, and Thermal Plasma (ECT) Instrumentsuite; Hovedundersøgeren er Harlan Spence fra University of New Hampshire . Nøglepartnere i denne undersøgelse er LANL , Southwest Research Institute , Aerospace Corporation og LASP
  2. Elektrisk og magnetisk feltinstrumentsuite og integreret videnskab (EMFISIS); Hovedundersøgeren er Craig Kletzing fra University of Iowa .
  3. Electric Field and Waves Instrument (EFW); Hovedundersøgeren er John Wygant fra University of Minnesota . Nøglepartnere i denne undersøgelse omfatter University of California i Berkeley og University of Colorado i Boulder.
  4. Radiation Belt Storm Probes Ion Composition Experiment (RBSPICE); Hovedundersøgeren er Louis J. Lanzerotti fra New Jersey Institute of Technology . Nøglepartnere omfatter Applied Physics Laboratory og Fundamental Technologies, LLC.
  5. Relativistisk protonspektrometer (RPS) fra National Reconnaissance Office

Se også

Referencer

eksterne links