science >> Wetenschap >  >> Astronomie

ELFIN om te bestuderen hoe elektronen verloren gaan

Een artistieke weergave van de Van Allen Belts, toont de magnetische veldlijnen van de aarde en de banen van geladen deeltjes die daardoor worden gevangen. De tweeling ELFIN-ruimtevaartuigen volgen hun hellende polaire baan, geel getraceerd. Krediet:UCLA EPSS/NASA SVS

Driehonderdtien mijl boven het oppervlak van onze planeet, de ruimte in de buurt van de aarde bruist van actie. Hier beginnen de Van Allen Belts, een paar concentrische ringen van snel bewegende deeltjes en intense straling die zich uitstrekt over meer dan 30, 000 mijl verder de ruimte in. Voor het grootste deel zijn deze deeltjes beperkt tot dit speciale gebied, spiraalsgewijs langs de magnetische veldlijnen van de aarde. Maar soms komen ze te dichtbij en crashen ze in onze atmosfeer - waardoor de opvallende diffuse rode aurora ontstaat, maar kan ook interfereren met kritieke communicatie en GPS-satellieten waarvan we elke dag afhankelijk zijn.

Een nieuwe CubeSat-missie genaamd The Electron Losses and Fields Investigation, of ELFIN, zal een van de processen bestuderen die ervoor zorgen dat energetische elektronen uit de Van Allen Belts kunnen ontsnappen en in de aarde vallen. ELFIN wordt op 15 september gelanceerd vanaf de Vandenburg Air Force Base in Californië, 2018.

Wanneer magnetische stormen ontstaan ​​in de ruimte nabij de aarde, ze creëren golven die de magnetische veldlijnen van de aarde doen schudden, elektronen uit de Van Allen-gordels schoppen en naar beneden in onze atmosfeer. ELFIN wil de eerste zijn die deze elektronenneerslag gelijktijdig waarneemt en tegelijkertijd het causale mechanisme verifieert, het meten van de magnetische golven en de resulterende "verloren" elektronen.

Gefinancierd door NASA, De Nationale Wetenschapsstichting, en industriepartners, ELFIN is een CubeSat-missie. CubeSats zijn kleine en lichtgewicht satellieten, gemeten in gestandaardiseerde eenheden van 10 bij 10 bij 10 kubieke centimeter, die zich relatief snel ontwikkelen en een prijskaartje hebben voor een fractie van grotere satellietmissies. ELFIN gebruikt twee identieke 3U, of 3 kubieke eenheid, CubeSats - beide ongeveer zo groot als een brood. Door twee satellieten te gebruiken in plaats van één, ELFIN zal kunnen meten hoe de geprecipiteerde elektronen in ruimte en tijd variëren. Ontworpen, gebouwd en getest door een team van 250 UCLA-studenten gedurende vijf jaar, ELFIN zal de eerste satelliet zijn die is ontwikkeld, volledig beheerd en geëxploiteerd door UCLA. Een belangrijk voordeel van CubeSats is dat ze een goedkope manier bieden om studenten te betrekken bij alle fasen van de ontwikkeling van satellieten, exploitatie en exploitatie door middel van real-world, hands-on onderzoeks- en ontwikkelingservaring.

De tweeling ELFIN CubeSats. Krediet:UCLA EPSS

kleine satellieten, inclusief CubeSats, spelen een steeds grotere rol bij exploratie, technologie demonstratie, wetenschappelijk onderzoek en onderwijsonderzoek bij NASA. Deze miniatuursatellieten bieden een goedkoop platform voor NASA-missies, inclusief planetaire ruimteverkenning; Aardobservaties; fundamentele aard- en ruimtewetenschap; en het ontwikkelen van voorloperwetenschappelijke instrumenten zoals geavanceerde lasercommunicatie, satelliet-naar-satelliet communicatie en autonome bewegingsmogelijkheden.

Op de lanceringsdag, ELFIN zal meeliften als secundaire lading op een Delta II-raket met NASA's Ice, Wolk en land Elevation Satellite-2, of ICESat-2 missie. ICESat-2 meet de dikte van ijskappen, gletsjers, zee-ijs en meer om te documenteren hoe de cryosfeer van de aarde - het bevroren watergedeelte van het aardse systeem - in de loop van de tijd verandert.