ÓRBITA DINÁMICA DE LA NAVE ESPACIAL DE CUATRO MMS

MILLONES DE ESTRELLAS

 

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El 9 de julio de 2015, el cuatro naves de la magnetosfera multiescala de la NASA, o MMS, la misión comenzó a volar en una forma de la pirámide por primera vez. La forma llamada de cuatro lados de la pirámide un tetraedro-significa que las observaciones de los científicos serán repartidos en tres dimensiones.

MMS será la recopilación de datos para estudiar un fenómeno llamado reconexión magnética, la cual, junto con muchos otros lugares en el universo, que ocurre cuando el campo magnético que rodea la Tierra se conecta y se desconecta del campo magnético transportado por el viento solar, la realineación de la misma forma de la Tierra magnética burbujas y partículas enviarlos volando fuera a velocidades increíbles.

Esta formación tetraédrica es el resultado de años de debate entre los científicos y los ingenieros orbitales a la moda órbitas viables que darán las mejores observaciones posibles. Esta pirámide es crucial para proporcionar información tridimensional sobre el entorno espacial de la Tierra - si los cuatro naves espaciales se movió en una línea o un plano, MMS no pudieron observar la forma completa de una estructura mientras volaba a través.

La otra característica importante de la órbita MMS "se puede ver a la derecha en su nombre: multiescala. Debido a que las cuatro órbitas de naves espaciales MMS se pueden cambiar de forma individual, los científicos pueden ajustar la distancia entre las cuatro naves espaciales, lo que les permite estudiar la reconexión magnética en una variedad de diferentes escalas espaciales.

"Se puede pensar en la formación como una especie de meta-instrumento", dijo Conrad Schiff, ingeniero orbital de la misión MMS en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. "Algo así como enfocar un telescopio, el ajuste de la escala de la formación nave MMS trae diferentes procesos en el enfoque."

Schiff ha sido parte de la planificación MMS órbita de forma intermitente desde 1998, mucho antes de la misión lanzada en marzo de 2015. Equilibrio de los objetivos de investigación de los científicos con lo que tanto la ingeniería y económicamente viable - más combustible para mayor maniobrabilidad conduce vehículos de lanzamiento para más caras, por ejemplo - es una conversación que se prolonga durante años antes de que una misión está aún oficialmente elegido, y mucho menos en marcha.

La órbita MMS para su primera fase, llevará la nave a través de la parte delantera de la magnetosfera de la Tierra - la burbuja magnética que rodea la Tierra - justo en el límite donde interactúa con el viento constante de partículas solares que fluyen desde el Sol. Aquí, como los campos magnéticos del sol interactúan con las que rodean la Tierra, los eventos de reconexión magnética explosivos se sabe que sucederá. Volar a través de estas fronteras cada día durante más de un año, los cuatro nave espacial se acercará a través de eventos de reconexión magnética derecha a medida que ocurren.

"Su formación pirámide y resolución de tiempo extremadamente rápido ofrecerán las primeras observaciones jamás tridimensionales a las escalas más pequeñas de reconexión", dijo Tom Moore, MMS científico del proyecto en el Centro Goddard.

El equipo orbital también se aseguró de que la estructura de la misión MMS es flexible - a diferentes distancias de separación, la misión puede ver los procesos en esos importantísimos escalas diferentes. Cuando se produce la reconexión magnética, los campos magnéticos y eléctricos en el área cambian muy rápidamente. Eso conduce a una conducta reveladora de fluir partículas -que cargadas se mueven naturalmente por campos -esto magnéticos y eléctricos instrumentos en MMS están diseñados para medir. Así, al observar el comportamiento de las diferentes partículas cargadas, como los electrones y los iones, los científicos pueden "ver" lo que está sucediendo durante la reconexión magnética.

Debido a que los iones son mucho más pesados ​​que los electrones - por lo menos 1.800 veces más pesado - que no son tan susceptibles de ser empujado o tirado por campos magnéticos y eléctricos. Esto significa que un ión puede viajar mucho más lejos que un electrón antes de que sea aspirado por un campo magnético o eléctrico. Esta diferencia significa que el estudio de la reconexión magnética ocurre en dos escalas - la escala de iones más grande, y la escala de electrones más pequeño. El escalado de la formación MMS permitirá a los científicos estudiar tanto.

Después de su viaje a través de la parte delantera de la magnetosfera de la Tierra, MMS entrará Fase 2, durante el cual será de manera constante se ampliará su órbita, hasta que se balancea todo el camino a 99.000 millas de distancia de la Tierra. No se moverá a través de un área de la magnetosfera de la Tierra llamada detrás de la cola magnética - otra área donde se sabe que la reconexión magnética a suceder.

"Hablamos de la órbita de MMS en su conjunto y conseguir que volar por el lado día y noche de la magnetosfera", dijo Schiff. "Pero el hecho es que cada nave es realmente en su propia órbita. Así que nosotros no sólo tenemos que conseguir una abeja reina para volar a través de las piezas correctas del lado diurno y el lado de la noche, tenemos que mantener a toda la colmena juntos. "

Eso significa que el equipo debe pensar no sólo cómo cada nave espacial orbita la Tierra, pero la forma en que se encuentra en la formación con respecto a los otros - un trabajo que continuará durante la vida útil de la misión. Cuando MMS se trasladó a su primera formación tetraédrica en julio de 2015, la nave espacial volaba cerca de 100 millas de distancia. La misión Cluster de la Agencia Espacial Europea / NASA de cuatro naves espaciales tuvo periodos en los que la nave estaban tan cerca, pero MMS se moverá aún más cerca. En el transcurso de la primera fase de la misión, que el espaciamiento se reducirá en pasos - primero a 40 millas, y luego 15, y luego a sólo un poco más de seis millas.

Estas distancias marcarán un triunfo de la ingeniería orbital: tantos nave espacial nunca antes han volado tan juntos durante un período prolongado de tiempo. Para lograr esta hazaña MMS hace uso de otro logro de ingeniería sin precedentes. La casa nave espacial los mayores receptores GPS de trabajo nunca en avión. GPS-sistema familiarizado puede utilizar para conducir a un nuevo lugar, utiliza varios satélites en órbita alrededor de 12.000 millas sobre la Tierra para triangular la propia ubicación. GPS se ha utilizado para realizar un seguimiento de la nave espacial en órbitas más bajas, pero MMS es la primera misión de utilizar el GPS desde arriba. Para la comparación, MMS 'vuela a una altura máxima de unos 48.000 millas-cerca de cuatro veces la altura de los satélites GPS. Como tal, se lleva sensores GPS adicional sensibles a fin de recibir sus señales de los satélites que vuelan en el otro lado de la Tierra.

Toda esta atención a la planificación de la órbita es, por supuesto, para un solo objetivo: reunir a los mejores observaciones científicas posible.

"Traslado de MMS en su formación tetraedro es un muy gran hito", dijo Moore. "Todos estamos muy emocionados de estar recibiendo en el análisis la ciencia después de años de anticipación!"

MMS se encuentra actualmente en la puesta en marcha - una fase en sus sistemas e instrumentos se ponen a prueba - y comenzará la observación oficial ciencia en septiembre de 2015. MMS es la cuarta misión de la NASA Solar Terrestrial Probes Programa. Goddard construido, integrado y probado la nave espacial de cuatro MMS y es responsable de las operaciones generales de gestión de misión y misión. El Instituto de Investigación del Suroeste en San Antonio, Texas, lleva la suite equipo científico del instrumento, con la Universidad de New Hampshire importantes del conjunto de instrumentos CAMPOS. Planificación de operaciones científicas y el desarrollo de secuencia de comandos de instrumentos se realizarán en el Centro de Operaciones Científicas de MMS en la Universidad de Laboratorio de Colorado de Física Atmosférica y Espacial en Boulder.