Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Зонды Ван Аллена (ВАП)
RBSP ArrayDeployment.jpg
Впечатление художника от зондов Ван Аллена на орбите
ИменаШтормовые зонды радиационного пояса (RBSP)
Тип миссииАстрофизика
ОператорНАСА
COSPAR ID2012-046A  / 2012-046B
SATCAT нет.38752/38753
Интернет сайтvanallenprobes .jhuapl .edu
Продолжительность миссииПланируется: 2 года
Окончание: 7 лет, 1 месяц, 17 дней
Свойства космического корабля
ПроизводительЛаборатория прикладной физики
Стартовая масса~ 1500 кг для обоих
Начало миссии
Дата запуска30 августа 2012, 08:05 UTC ( 2012-08-30UTC08: 05 ) 
РакетаАтлас V 401
Запустить сайтМыс Канаверал SLC-41
ПодрядчикUnited Launch Alliance
Конец миссии
ДеактивированоЗонд Ван Аллена A: 18 октября 2019 г. Зонд Ван Аллена B: 19 июля 2019 г. ( 2019-10-19 )
Параметры орбиты
Справочная системаГеоцентрический
РежимСильно эллиптический
Большая полуось21,887 км (13,600 миль)
Высота перигея618 км (384 миль)
Высота апогея30,414 км (18,898 миль)
Наклон10,2 °
Период537,1 мин.
Логотип Van Allen Probes.png 

Ван Аллена Зонды (ВАП), ранее известный как радиационный пояс шторм Probes (RBSP), [1] было два робота космических аппаратов , которые были использованы для изучения радиационных поясов Ван Аллена , которые окружают Землю. НАСА провело миссию Van Allen Probes в рамках программы « Жизнь со звездой ». [2] Понимание среды радиационного пояса и ее изменчивости имеет практическое применение в областях эксплуатации космических аппаратов, проектирования систем космических аппаратов, планирования миссий и безопасности космонавтов. [3]Зонды были запущены 30 августа 2012 года и проработали семь лет. Оба космических корабля были отключены в 2019 году, когда у них закончилось топливо. Ожидается, что они выйдут с орбиты в 2030-е годы.

Обзор [ править ]

НАСА Goddard Space Flight Center управляет общей Жизнь со звездой программы которой RBSP является проект, наряду с солнечной Dynamics Observatory (SDO). Лаборатория прикладной физики Университета Джона Хопкинса(APL) отвечал за общую реализацию и управление инструментами RBSP. Первичная миссия была рассчитана на 2 года, расходных материалов - на 4 года. Планировалось, что основная миссия продлится всего 2 года, потому что были большие опасения относительно того, выдержит ли электроника спутника неблагоприятную радиационную среду в радиационных поясах в течение длительного периода времени. Когда через 7 лет миссия закончилась, это произошло не из-за отказа электроники, а из-за нехватки топлива. Это доказало отказоустойчивость электроники космического корабля. Долговечность космического корабля в радиационных поясах считалась рекордной для спутников с точки зрения радиационной устойчивости. [4]

Космический корабль работал в тесном сотрудничестве с Balloon Array for RBSP Relativistic Electron Loses (BARREL), который может измерять частицы, которые вырываются из поясов и попадают в атмосферу Земли. [5] [6]

Лаборатория прикладной физики управляла, строила и эксплуатировала зонды Ван Аллена для НАСА.

Зонды названы в честь Джеймса Ван Аллена , первооткрывателя изученных ими радиационных поясов. [4]

Вехи [ править ]

  • Обзор концепции миссии завершен 30–31 января 2007 г. [7]
  • Предварительная экспертиза проекта, октябрь 2008 г.
  • Обзор подтверждения, январь 2009 г.
  • Зонды доставлены из Лаборатории прикладной физики в Лорел, штат Мэриленд, на станцию ​​ВВС на мысе Канаверал во Флориде, 30 апреля 2012 г.
  • Зонды были запущены с космического стартового комплекса 41 на станции ВВС на мысе Канаверал во Флориде 30 августа 2012 года. Взлет произошел в 4:05 утра по восточному поясному времени. [8]
  • Датчик Van Allen Probe B отключен, 19 июля 2019 г.
  • Зонд Ван Аллена деактивирован 18 октября 2019 г. Конец миссии.

Ракета-носитель [ править ]

16 марта 2009 года United Launch Alliance (ULA) объявило, что НАСА заключило с ULA контракт на запуск RSBP с использованием ракеты Atlas V 401. [9] НАСА отложило запуск, поскольку оно отсчитывало до четырехминутной отметки рано утром 23 августа. После того, как плохая погода помешала запуску 24 августа, и еще одна предупредительная задержка для защиты ракеты и спутников от урагана Айзек , старт произошел 30 августа 2012 года в 4:05 утра по восточному поясному времени. [10]

Конец миссии [ править ]

12 февраля 2019 года диспетчеры миссии начали процесс завершения миссии Van Allen Probes, опустив перигеи космического корабля, что увеличивает их атмосферное сопротивление и в конечном итоге приводит к их разрушительному возвращению в атмосферу. Это гарантирует повторный вход зондов в разумный промежуток времени, чтобы не представлять серьезной угрозы в отношении проблемы орбитального мусора . Планировалось, что зонды прекратят работу к началу 2020 года или всякий раз, когда у них закончится необходимое топливо, чтобы их солнечные панели были направлены на Солнце. Согласно прогнозам, возвращение в атмосферу произойдет в 2034 году. [11]

Зонд Van Allen Probe B был остановлен 19 июля 2019 года после того, как операторы миссии подтвердили, что в нем закончилось топливо. [12] Зонд Van Allen Probe A, у которого также заканчивается топливо, был отключен 18 октября 2019 года, положив конец миссии Van Allen Probes после семи лет эксплуатации. [13]

Наука [ править ]

Воспроизвести медиа
Обзор науки RBSP.

В поясах Ван Аллен радиационные набухают и сжиматься в течение долгого времени , как часть более крупной системы космической погоды ведомой энергией и материалом , которые прорываются от поверхности Солнца и заполняют всю Солнечную систему . Космическая погода является источником сияния, которое мерцает в ночном небе, но оно также может нарушать работу спутников, вызывать сбои в электросети и нарушать связь GPS . Зонды Ван Аллена были созданы, чтобы помочь ученым понять этот регион и лучше спроектировать космические корабли, которые смогут пережить суровые условия космоса . [2]Миссия была направлена ​​на дальнейшее научное понимание того, как популяции релятивистских электронов и ионов в космосе образуются или изменяются в ответ на изменения солнечной активности и солнечного ветра . [2]

Общие научные цели миссии заключались в следующем: [2]

  • Узнайте, какие процессы - по отдельности или в комбинации - ускоряют и переносят частицы в радиационном поясе и при каких условиях.
  • Понять и количественно оценить потерю электронов из радиационных поясов.
  • Определите баланс между процессами, вызывающими ускорение электронов, и процессами, вызывающими потери.
  • Понять, как меняются радиационные пояса в условиях геомагнитных бурь .

В мае 2016 года исследовательская группа опубликовала свои первые результаты, заявив, что кольцевой ток , окружающий Землю, ведет себя совершенно иначе, чем предполагалось ранее. [14] Кольцевой ток находится на расстоянии примерно от 10 000 до 60 000 километров (от 6 200 до 37 000 миль) от Земли. Вариации электрического тока представляют собой динамику только протонов с низкой энергией. Данные указывают на то, что вокруг Земли существует значительный постоянный кольцевой ток, который переносится протонами высоких энергий даже в не грозовые времена. Во время геомагнитных бурь усиление кольцевого тока происходит из-за того, что новые протоны низкой энергии попадают в околоземную область. [14] [15]

Научные результаты [ править ]

Воспроизвести медиа
Март 2015 геомагнитная буря.
Воспроизвести медиа
Эта визуализация открывается с полного обзора радиационного пояса захваченных электронов, вращающегося вокруг Земли. Мы открываем часть ремней, чтобы отобразить поперечное сечение для ясности, и перемещаем камеру в более экваториальный вид. Вращение Земли и движение Солнца были отключены для этой визуализации, чтобы уменьшить отвлекающие дополнительные движения.

В феврале 2013 года с помощью данных, собранных Van Allen Probes, был обнаружен третий временный радиационный пояс Ван Аллена. Упомянутый третий пояс прослужил несколько недель. [16]

Космический корабль [ править ]

Изображение Ван Аллена зондов A и B на околоземной орбите. Предоставлено: НАСА.

Зонд Ван Аллена состоял из двух космических аппаратов со стабилизированным вращением, запускаемых одной ракетой Атлас V. Два зонда должны были работать в суровых условиях, которые они изучали; в то время как другие спутники могут позволить себе роскошь отключиться или защитить себя в условиях суровой космической погоды, зонды Ван Аллена должны были продолжить сбор данных. Таким образом, зонды были сконструированы так, чтобы выдерживать постоянную бомбардировку частицами и излучением, с которыми они столкнутся в этой интенсивной области космоса. [2]

Инструменты [ править ]

Поскольку было жизненно важно, чтобы два корабля производили идентичные измерения для наблюдения изменений радиационных поясов как в пространстве, так и во времени, каждый зонд имел следующие инструменты:

  1. Набор приборов для работы с энергетическими частицами, составом и тепловой плазмой (ДЭП); [17] Главный исследователь - Харлан Спенс из Университета Нью-Гэмпшира . [18] Ключевыми партнерами в этом расследовании являются LANL , Southwest Research Institute , Aerospace Corporation и LASP.
  2. Набор инструментов для электрического и магнитного поля и комплексная наука (EMFISIS); Главный исследователь - Крейг Клетцинг из Университета Айовы .
  3. Прибор для измерения электрического поля и волн (EFW); Главный исследователь - Джон Вигант из Миннесотского университета . Ключевыми партнерами в этом расследовании являются Калифорнийский университет в Беркли и Колорадский университет в Боулдере.
  4. Эксперимент по ионному составу зондов радиационного пояса (RBSPICE); Главный исследователь - Луи Дж. Ланзеротти из Технологического института Нью-Джерси . Ключевые партнеры - ООО « Лаборатория прикладной физики» и «Фундаментальные технологии».
  5. Релятивистский протонный спектрометр (RPS) от Национального разведывательного управления

См. Также [ править ]

  • Баллонная решетка для потерь релятивистских электронов RBSP (BARREL)
  • Кассини
  • Кластер II (космический корабль)
  • Гелиофизика
  • Обсерватория солнечной динамики
  • Солнечная и гелиосферная обсерватория
  • СТЕРЕО (обсерватория солнечных и земных отношений)
  • ВРЕМЯ (космический корабль)
  • ВЕТЕР (космический корабль)

Ссылки [ править ]

  1. ^ «Ван Аллен Зонды: НАСА переименовывает миссию радиационного пояса в честь ученого-первопроходца» . Рейтер . Science Daily. 11 ноября 2012 . Проверено 12 ноября 2012 года .
  2. ^ a b c d e "RBSP - Обзор миссии" . НАСА . 28 марта 2012 . Проверено 8 июля 2012 года .
  3. ↑ Radiation Belt Storm Probes (RBSP), заархивировано 2 мая 2012 года на Wayback Machine
  4. ^ а б https://spaceflightnow.com/2019/10/20/nasas-resilient-van-allen-probes-shut-down/
  5. ↑ Карен С. Фокс (22 февраля 2011 г.). «Запуск воздушных шаров в Антарктиде» . НАСА . Проверено 13 июля 2012 года .
  6. ^ Баллонная решетка для потерь релятивистских электронов RBSP
  7. ^ "Строительство начинается!" . Лаборатория прикладной физики Университета Джона Хопкинса. Январь 2010. Архивировано из оригинала 24 июля 2012 года .
  8. ^ "Зонды запущены" .
  9. ↑ United Launch Alliance Atlas V награжден четырьмя миссиями НАСА по запуску ракеты . ULA. 16 марта 2009 года Архивировано из оригинала на 1 августа 2009 года.
  10. ^ "Тропический шторм Исаак задерживает запуск НАСА" . The Brevard Times . Проверено 26 августа 2012 года .
  11. ↑ Гебхардт, Крис (14 февраля 2019 г.). «Начало конца: зонды НАСА Ван Аллена готовятся к завершению миссии» . NASASpaceFlight.com . Проверено 17 февраля 2019 .
  12. ^ "Ван Аллен Зонд космического корабля B завершает операции миссии" . Лаборатория прикладной физики . 23 июля 2019 . Проверено 10 октября 2019 .
  13. ^ «Десять основных моментов из миссии NASA Van Allen Probes» . НАСА . 17 октября 2019 . Проверено 21 октября 2019 года .
  14. ^ a b Cowing, Кит (19 мая 2016 г.). «Зонды Ван Аллена показывают долговременное поведение кольцевого течения Земли» . Space Ref . Дата обращения 20 мая 2016 .
  15. ^ Гкиулиду, Матина; и другие. (19 мая 2016 г.). «Динамика времени бури протонов кольцевого тока: последствия для долгосрочного баланса энергии во внутренней магнитосфере» . Письма о геофизических исследованиях . 43 (10): 4736–4744. Bibcode : 2016GeoRL..43.4736G . DOI : 10.1002 / 2016GL068013 .
  16. ^ "Эфемерное третье кольцо излучения появляется вокруг Земли" Nature.com. Дата обращения: 2 марта 2013.
  17. ^ "RBSP-ETC // О" . Архивировано из оригинального 10 июня 2008 года.
  18. ^ UNH, Кристи Донахью. «Команда RBSP ECT» . rbsp-ect.sr.unh.edu . Проверено 24 апреля 2017 года .

Внешние ссылки [ править ]

  • Веб-сайт Van Allen Probes на NASA.gov
  • Веб-сайт Van Allen Probes в Университете Джонса Хопкинса
  • Веб-страница Van Allen Probes в NASAtech.net