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.
